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《华中科技大学》 2018年
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基于物联网的并条机监测系统设计与实现

吴靖  
【摘要】:随着物联网与云计算技术的发展,制造行业迎来了以数字化为基础,网络化作支撑,智能化为发展目标的转型浪潮。边缘计算通过在网络边缘侧提供智能服务,与云计算相互协调使能智能网关、智能系统等。并条工序作为改善棉条质量的关键一步,其生产的棉条质量对后续生产的纱线质量至关重要。并条机的运行状态监测与棉条质量的在线检测有利于修正并条机控制系统模型和工艺参数的修正以便进一步改善棉条质量。本文结合物联网技术与边缘计算架构设计了并条机的物联网监测系统。本文首先分析了并条机物联网监测系统的需求并对比了物联网常用的通信协议,在此基础上设计了并条机物联网的系统架构。然后设计了基于MQTT协议的物联网通信网关和物联网监测系统服务端系统,基于Epoll I/O复用机制改进了MQTT代理服务器的连接机制并且基于RPMsg实现了物联网网关与边缘计算节点之间的数据传输。本文深入分析了棉条波谱图的计算原理,并在分析了基于小波变换和傅里叶变换的棉条波谱图算法的基础上,设计了基于包络线算法的棉条波谱图计算方法。接着本文详细设计了边缘计算节点各功能模块的处理流程并结合A%、CV%的定义对其计算过程进行了优化,大大缩小了中间变量,防止发生数据溢出等问题。最后本文在Cortex-M4嵌入式平台上实现了边缘计算节点的各功能模块。本文设计并实现了并条机物联网监测系统,其可以远程监控并条机运行状态以及用于后期的智能分析。且试验表明其计算结果准确且系统运行稳定。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TP391.44;TN929.5;TS103.224

【参考文献】
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【二级参考文献】
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