大数据嵌入式软件在物联网技术中的应用

(整期优先)网络出版时间:2022-06-09
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大数据嵌入式软件在物联网技术中的应用

杨瑞

(重庆交通职业学院 重庆市江津区 402247 )

摘要:嵌入式设备获得的数据与大数据平台连接后,可以实时交换数据,形成物联网结构。伴随计算机CPU处理功能增强,计算机数据处理能力得以飞速发展,间接推动大数据技术产生与发展。物联网体系中,每个嵌入式设备中接受各种数据,利用大数据技术建设平台,有利于对数据进行智能划分,及时对数据进行管理及控制,使物联网技术将各类数据连接,为人们的生活提供便利。

关键词:大数据;嵌入式;物联网技术

1 大数据对物联网发展的影响

现阶段,社会上每天都会产生大量的数据,智能化技术发展是数据形态朝向多样化发展,数据处理工作较为困难。但并非所有的数据均具有存在意义,无用的数据只会占用网络内存,对设备运行产生干扰,使人们的工作量增加。大数据技术出现将此问题解决,减轻数据处理负担,让数据处理人员在海量的数据中及时提取有用的信心。

2 物联网领域中的大数据嵌入式软件技术

2.1 射频识别技术

大数据环境下,物联网嵌入式软件应用常见射频识别技术,该技术在应用后,物联网具有感知能力,射频识别技术与传感器融合后,可快速识别信息及对数据进行处理。将射频识别技术融入物联网体系后,射频识别中含有读写器及电子标签,对特定的物体信息进行解读,为每个物体张贴标签,通过读写器扫描识别码,可以对其中的数据快速解读。射频识别技术具有较大的优势,无需对电子标签供电,有利于节约企业的生产成本。在物流上,货物运输也会变得更为快捷,通过射频识别技术对货物进行分拣,合理控制运输流程。

2.2 传感技术

在大数据环境下,任何物品均能利用数据表示,物联网环境中不同物体以数据体现关系。传感器技术的功能在于感知,人们通过传感器获得大量的感知信息,将信息传递后,建立起不同物体间的联系,构建物物相连的网络。将传感器作为基础,我国已经开发出智能化传感设备,智能传感器已经在较多的领域应用,成为世界上作为常见的信息传输设备。智能传感器在各个领域广泛应用原因是传感器的处理功能较为强大,利用智能传感器可高效、快速的传递信息,也能完善嵌入式软件。在数据环境下,物联网领域中使用传感器技术具有重要意义。

2.3 智能化技术

大数据环境下,嵌入式软件的智能化技术在物联网领域广泛应用,该技术显著的优势是避免外界产生巨大的干扰。伴随智能化技术发展,人们生活中已经广泛应用智能化技术,比如,在居民小区中安装监控录像,该监控体系应用嵌入式软件,可以监控小区情况,也能在小区发生违法盗窃事件时,物业人员通过回放视频的方式找到嫌疑人。小区中发生火灾及煤气泄漏问题时,嵌入式软件技术及时报警,将信息发送到户主手机上,使房主及时处理事件。嵌入式软件在人们生活中应用,极大地方便了人们的生活。

3 大数据嵌入式软件在物联网技术中的应用

在本研究中,将智慧消防平台作为案例,通过该案例中的嵌入式软件应用方法,为大数据嵌入式软件在物联网技术中的应用分析提供帮助。

3.1 系统架构

智能消防平台系统,主要是对城市中发生火灾概率较大的区域放置物联网监控设备。选择STM32单片机进行开发,将单片机连接到各个功能模块中,制作集成电路,利用TCP协议完成网络传输,在系统设计过程中,包括监控火灾的燃气体设备、电气检测设备及烟感器设备、消防设备等,将火灾监测设备利用5G网络进行传输,最终传送到Strom平台,平台使用Kafka及flume技术对数据进行监测。

3.2 需求分析

大数据平台中,前端平台可以提供准确的数据,在平台建设中,在城市火灾高发区域放置物联网设备,包括故障电弧检测设备及火灾监控设备、可燃气体检测设备等。设备每天运行24 h,将检测到的数据传输到strom平台,实时性处理数据。物联网设备在监测火灾过程中,及时向监控人员反馈信息。大数据分析平台对前端设备进行监控及管理,以免在设备发生故障时,平台无法顺利运行。在平台运行过程中,嵌入式技术建设在物联网检测设备中,保证火灾监测的及时性及准确性,持续性将数据传输。Strom大数据分析技术针对物联网设备传输的数据进行监测,对火灾进行分析,一旦发生异常,将信息发送到消防人员手中,完成报警。前端物联网设置受损的情况下,及时将警报信息发送到管理人员手中,具有应急处理功能,此类功能均是智慧消防物联网系统的基本需求。

3.3 大数据嵌入式软件在智慧消防系统的实现方法

3.3.1 前端消防数据监控软件设计

前端嵌入式设备在设计过程中,可选择ARM11核心处理器,使用RS485及CAN、RJ45等接口,通过RJ45网口将数据传输到平台中,通过模块化设计电源盘及直接控制盘、消防广播系统、消防电话,将各个系统分离达到抗干扰能力,在火灾发生初期,将烟雾、热量、光辐射等反应,通过感温及感光等探测器转变电信号,将信号传输到报警器中,系统中含有晶振显示屏及LED等及蜂鸣器、PID控制电压,包括四个控制按钮,检测可燃气体及直流电、电容设备,并利用3极管进行断电保护,电源为3.3 V。

在平台建设中,传感器包括敏感设备、处理电路、转换元件。敏感元件是监测物理量的结构,转换元件则是分析被测量关系的物理量,将元件转变为电量进行输出,处理电路则是将元件转变为便于监测的电量,完成传输处理。单片机驱动蜂鸣器包括两种形式,通过PWM输出口直接驱动,使用I/O定时翻车电平对蜂鸣器进行驱动。PWM输出口直接驱动通过输出方波进行驱动比较麻烦,通过定时器进行定时,通过翻转电平产生波形,从而满足蜂鸣器要求,一旦可燃气体浓度过高,容易发生蜂鸣声进行报警。

3.3.2 智慧消防数据分析平台

智慧消防数据分析过程中,通过Strom大数据计算群,系统前端对嵌入式设备进行监测,对监测的数据进行处理,Strom平台将数据进行处理,设置AdultLog Topic步骤,利用AdultLog传输数据情况。消防检测各项数据会进入Strom集群中的Nimbus节点,nimbus节点将消防监测数据中的各项数据根据火灾防控标准分发到子节点,进行大数据拆分活,编辑大量的Topology,对前端设备传输的温度及空气湿度、图片信息进行检查,对目前的消防数据结果进行汇总,传输到智慧消防系统平台中。

4 大数据嵌入式软件在物联网产业的应用前景

现阶段,信息技术高速发展,物联网产业市场前景较为可观,但物联网产业若想获得长足发展,应当对大数据技术进行完善。若大数据技术无法支撑,物联网产业无法更上一层楼。未来,大数据嵌入式软件将在物联网产业广泛应用,形成全面的物联网体系,伴随市场发展而不断成熟。物联网也将不断扩展应用范围,迎接更多的机遇与挑战。为将社会中各个产业链接,达到多方共赢目标,应当将大数据技术、嵌入式软件、物联网及人们的社会生活连接,形成全新的商业模式,推动物联网产业长远发展。

5 结束语

信息化时代背景下,高新技术进入人们的生活,物联网产业与大数据技术发展具有相关性,大数据技术便于处理物联网产生的信息,嵌入式软件在使用后对信息进行分组,通过智能处理选择最佳的信息。嵌入式软件在物联网中应用,有利于改善人们的生活水平,为人们生活提供便利,日后,物联网产业发展前景更为广阔,大数据嵌入式软件也将在物联网领域应用,搭建更为完善的物联网架构。

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