基于物聯網技術的數據統計分析

劉夢霞

(江蘇省常州技師學院,江蘇 常州 213032)

0 引言

物聯網是互聯網等信息的承載體,將互聯網技術與電信通信技術聯合實現信息交互網絡。 區別于傳統信息處理中存在的數據收集來源單一、適用范圍受限等缺陷,物聯網技術在當前信息時代應用價值顯著。當下物聯網技術未廣泛應用于統計工作,傳統統計工作存在成本效率等方面問題,國家統計部門大力推進PDA 數據采集技術,但PDA 數據采集技術建立在手工操作基礎上,未運用當前迅速發展的物聯網等先進技術。 為提升統計工作科學性,解決目前統計數據采集存在的問題,本文探索了物聯網技術應用于統計數據采集技術,將計算機技術與統計分析方法進行整合,有助于物聯網技術與統計工作的對接,利用物聯網技術準確收集統計數據,促進政府部門做出準確決策。

1 物聯網技術數據統計研究

當前信息產業成為國民經濟的重要支柱,物聯網信息技術通過網絡連接設備進行信息交換。 計算機的出現提高了人們處理信息的能力,物聯網帶來新的信息產業浪潮,數據挖掘技術成為信息時代改變人們生活的新途徑,實現從大量數據中提取有價值信息的高級處理過程。 目前,物聯網技術數據挖掘跟不上在信息產業中的發展速度,通過反向控制傳感網絡可以達到控制客觀事物運動發展的目的,數據挖掘成為物聯網中的重要環節[1]。

1.1 物聯網技術簡介

2005 年,國際電信聯盟發布報告中定義物聯網不再局限于RFID 技術。 物聯網包含上萬億個節點,代表各種對象,是繼計算機網絡技術后的又一科技革命,包括通信計算機技術與網絡發展方向。 物聯網具有全面感知、智能處理的特征,典型的物聯網應用包含傳感器等電子元器件及傳輸通道部分。 目前,物聯網發展需要解決低成本應用、高智能化等問題,要求物聯網產生的海量異構數據得到及時智能處理。 物聯網視頻技術可以應用于航空、郵政、煙草等領域,北京大學舉行的中國移動政務研討會,提出了物聯網技術發展代表新信息技術的形成。 物聯網是計算機互聯網后的信息化產業浪潮,有望成為后金融微機時代的經濟增長引擎。物聯網應用領域包括電力管理、環境保護、交通安全、精細農業等[2]。 我國物聯網應用由電信業首先試水,電信公司制定了詳細的M2M 市場拓展計劃。

1.2 物聯網技術在統計數據采集中的支持作用

物聯網是經用戶端擴展到任何物品進行信息交換的網絡,物聯網技術是可以聯系一切網絡的,我國將物聯網發展列為信息產業發展戰略的高點。 數據采集為測試管理提供數據,為縮短數據采集系統開發周期,數據采集系統研究設計具有重要意義。 目前國內對物聯網在統計工作中的應用研究集中于數據采集方面[3],研究在規范統計數據采集工作流程下,構建新型統計數據采集系統,通過發揮物聯網識別功能判斷商品在市場中所占的份額,避免人為誤差的產生。 物聯網技術在統計數據采集中的應用,包括條碼技術掃描解析、射頻識別掃描解碼、光學字符識別掃描等[4]。 條碼解析是常見的自動識別技術,隨著商品條碼技術的廣泛應用,通過使用條碼掃描器采集商品價值信息,計算商品價值。 射頻識別技術應用對距離要求放寬,使得企業在商品銷售方面更加高效,起到優化產業鏈的作用。

1.3 物聯網技術在統計數據采集中的應用價值

物聯網技術采集數據包括數據整理、數據流分類與統計分析。 通過使用射頻光電等現代物聯網技術,使得物聯網數據采集更加方便;通過現代技術獲取海量數據,彌補傳統數據采集數據缺失等弊端。 物聯網數據具有實時性等特點,對數據缺失值、模糊值整理方面采取高效關聯度方法進行數據清洗。 通過數據清洗物聯網數據具有實時性等特點表現為數據流,研究給出分類數據流方法,通過應用不同分類方式,得到使用者針對不同側重點分類結果。 研究將現代統計法與物聯網數據結合,克服傳統統計工作在整理數據分析方面的特點。 物聯網通過互聯網使監測終端進行通信實現物物相連,可以把軟件安裝到云計算平臺,在云平臺進行數據存儲與統計分析,節省購買軟硬件費用支出。

2 物聯網技術數據統計應用方案

筆者梳理了互聯網與政府統計、物聯網與政府統計等有關文獻資料,回顧信息技術與政府統計的相關情況,PDA 數據采集近似是物價數據采集技術的進步,但仍存在一定的不足。 本文給出物聯網在統計工作中的應用涉及,促進統計工作的進一步高效準確。 統計數據采集中物聯網技術應用包括條碼掃描技術、RFID掃描解碼技術等[5]。 條碼掃描技術是常見的自動識別技術,掃描系統含有光學系統與探測器部分,把圖案光信號轉化為相應電信號;信號整形階段經放大整形后得到矩形方波信號,通過譯碼把譯出結果輸出到數據采集器。

2.1 條碼掃描技術

研究設計更好的物價采集方案,提高物價采集工作效率,得出相應的方法,把類似優盤小裝置連接到商場電腦后臺銷售管理系統,獲取價格信息。 RFID 技術具備遠距離識別讀取信息的能力,可以幫助銷售企業對商品的管理,銷售與制造企業的工作聯系可以方便信息溝通,對產銷鏈條具有優化作用[6]。 采價員手持PDA 找到相應規格品掃描可以錄入的商品信息,PDA使用包括信息采集與處理應用層。 采價點安裝固定式RFID 閱讀器,RFID 閱讀器相比人工采價效率高,可以實時了解市場物價變動。 主要對象是RFID 標簽商品,RFID 通過無線網與統計部門連接。 RFID 系統工作流程為消費者通過購物通道,RFID 閱讀器感應標簽切換為工作狀態,通過天線對標簽按程序指令讀取,把商品價格信息經無線網傳輸給統計部門。 語音系統告知消費者結算成功,系統提醒工作人員使用閱讀器補充完成操作。

2.2 文本掃描解碼技術

文本掃描技術是光學字符識別技術,通過掃描錄入媒介文字信息,文本識別技術把圖像信息轉化為文字,PDA 計算機顯示識別結果,可以把圖片數據通過掃描影像處理。 利用文本掃描采集價格的關鍵技術是OCR 技術,應用OCR 軟件客戶端,建立數據庫成本小,可以降低人工勞動強度。 音頻解碼技術實現了自由識別語音技術,在工業中得到應用,手機等廣泛采用語音識別技術,豐富了使用功能。 語音模板建立是語音識別技術的關鍵,農貿市場環境語音識別模板構建困難,采取系列方法可以實現農貿市場語音識別。 由于中國人口眾多,有不同的方言,需要收集各地農貿市場價格語音,將采價人員負責區域的農產品用語音形式上報,做出當地農產品價格模板,當地農貿市場語音錄入進行對比選擇。

3 基于物聯網技術的數據統計采集應用

數據統計采集應用物聯網技術需要構建影響模型,進行擬審計算機感知數據采集拓撲結構設計。 常規人工采集數據不能適應計算機數字化要求,SCADA系統實現不同擬審計算機通信,為計劃控制提供及時的數據支持。 構建開放的物聯網協作工作是物聯網運行基礎,由于缺乏數據模型標準化,需要將射頻識別標簽嵌入用戶主機,如何保證標簽所有者隱私成為物聯網技術的關鍵。

3.1 基于物聯網技術的計算機感知數據采集模型構建

傳感器數據采集現場網絡選擇網狀結構,通過GRPS 傳輸方式實現遠程數據中心數據通信。 網絡中各節點具有相同數據采集能力,使網絡處于多個簇中,由于網絡中每對節點有多個路徑提高魯棒性。 統計數據采集需要研究RFID 掃描技術,射頻掃描技術可適應各種環境,電子標簽接收異常數據位置等,傳給讀寫器反映后無線電頻率信號,完成對異常數據定位,通過信號時差判斷RFID 標簽與閱讀器的距離。 RFID 讀寫器寫的a參考節點坐標為(X1,Y1,Z1),通過公式計算求解確定信息節點d坐標。 需計算異常數據借助RFID技術掃描初始時間,分析異常數據掃描初始位置計算公式為N1-Nt+1＞x,Nt+1為時間t+1 重復掃描數據次數;重復掃描數據次數超過設定閾值確定時間t+1 為異常數據掃描初始位置。 集散異常數據掃描初始時間t=t0+(t+1)×T,t0為數據初始采集時間。

3.2 統計數據采集方案設計

數據統計采集需要確定數據時序,統計數據字邊界對齊。 電路串聯后統計數不能與時序數據合并,利用余弦線性序列數據相乘法提取濾波器,可以通過15個信道將統計數據傳送給各模塊,數字變頻信號從高頻轉到低頻有利。 存儲數據從上向下傳送需從數據讀取相應主機數據,FPGA 將數據存儲在FIFO 中。 數據傳輸中需要將FIFO 信號存儲到FIFO 中,通過PCI 總線將中斷數據請求發送到主機,采用FIFO 技術讀取數據,充分考慮系統中數據帶寬容量。 統計數據字邊界對齊需要設置字邊界行。 確定統一序列識別碼,確保每個字節被對齊。 如圖1 所示為不同技術情況下的數據采集效率對比。

圖1 不同技術下數據采集效率對比

3.3 物聯網技術統計數據采集實驗

實驗驗證物聯網技術統計數據采集方法研究合理性,傳統采集技術無效數據采集較多,使用物聯網技術采集數據保證數據全部轉換,t1-t2 采集時間內使用傳統技術受到外界影響,t3-t4 采集時間內使用物聯網RFID 技術采集效率下降到37%;采集效率與物聯網RFID 技術一致。 對傳統與物聯網RFID 技術采集時間對比分析。 使用物聯網RFID 技術采集時間短。 兩種技術采集時間對比分析如表1 所示。

表1 兩種技術采集時間對比分析

4 結語

現代化科技推動下,物聯網技術廣泛應用于社會各行業,提升數據統計精確度。 利用物聯網射頻識別技術進行數據收集工作,使物聯網數據采集更加方便,有助于提高統計工作效率。 本文探討物聯網技術統計數據采集影響因素,構建物聯網技術用于統計數據采集工作技術路線,使得物聯網數據采集準確便捷,對實現統計工作高效具有重要意義。 通過物聯網技術發展,建立完整的信息處理技術路線,由于自身數據精準采集特性,減少數據丟失缺點,展現高效精準的應用價值。