基于saas的物联网数据分析、监控与预测系统与方法
【专利摘要】本发明公开一种基于SAAS的物联网数据分析、监控与预测系统，包括用户界面层、业务逻辑层、数据访问层和远程访问层，针对物联网的移动设备，通过搜集其上传的各种类型数据，包括但不限于温度、湿度、人体脉搏、步行里程及速度等数据，通过路由器上传到云端，在云端使用MySQL,R Server以及PHP进行多用户的数据的采集、清洗、整理、分析、监控以及告警功能，并通过网络服务端将分析报表以及告警信号传递到网页、APP、告示装置等客户端，建立数据与检测对象之间关系的数据库。本发明还基于统计方法具有机器学习的功能，通过该数据库对历史用户基于同样数据类型的特别状况的反馈，实现对新用户采集数据的分析、预测及监控。
【专利说明】
基于SAAS的物联网数据分析、监控与预测系统与方法
技术领域
[0001]本发明涉及SAAS下物联网数据处理技术领域，具体是为物联网用户提供数据清洗、去重、分析、监控、智能判断及告警的服务设计网络远程传输、温度检测、远程硬件控制、自我学习型数据库搭建与自我学习、PHP网站后台显示、APP监控与现实、R语言处理框架以及大数据智能学习判定分析等技术
【背景技术】
[0002]基于SAAS模式的运维管理系统，通过提供在线SaaS运维平台，企业可通过其服务在线实现互联网IT资源的监控、故障报警、事件报表、ITIL事件跟踪、一键通自动化运维等功能，涵盖内容包括:CPU/内存，网络接口流量、服务、进程状态、资源消耗情况、网站页面访问延时等等。
[0003]物联网Internet of things(1T)，利用局部网络或互联网等通信技术把传感器、控制器、机器、人员和物等通过新的方式联在一起，形成人与物、物与物相联，实现信息化、远程管理控制和智能化的网络。
[0004]将物联网与SAAS服务方式结合起来，能够为日益壮大的智能化设备的大数据分析、监控和决策提供有效的指导和对策。
【发明内容】
[0005]本发明提出一种基于SAAS的物联网数据分析、监控与预测系统与方法，整合了物联网远程传输数据及SAAS服务的特点，对搜集的数据进行分析，智能化的判断设备搜集的数据，无论是温度、湿度、心率、呼吸频率，婴幼儿哭声频率等，均无需像过往一样要获得理论数据向客户提供，而是通过对物联网终端对象的正常时间范围内的数据的清洗、观察和分析，得出该数据是否处于正常或异常状态，或者处于经过数据搜集及分析得出的特殊状态一一如血压升高至一定水平则通过历史数据及用户标记，提示可能表示某种疾病，并通过网站以及远程实物告示装置如网页、APP及wifi LED灯告警向用户远程提示相关监控及提不?目息。
[0006]本发明的技术解决方案如下:
[0007]—种基于SAAS的物联网数据分析、监控与预测系统，其特点在于，包括:
[0008]用户界面层，用于向用户展示数据，由用户设定数据的异常状态标记，并向用户提供各种数据分析、监控与预测服务；
[0009]业务逻辑层，用于搜集并未直接使用物联网设备(直接使用物联网设备的如婴幼儿)的，而又需要搜集使用物联网设备数据的远程用户(如婴幼儿的母亲)的数据的状态信息，如历史远程用户曾经对温度数据进行标示，表明38度以上温度代表高烧;又如某历史远程用户曾对血压数据进行标示，表明150/90mmHg即为高血压;若新增一远程用户，仅需提供新的数据信息，如温度38.5，血压160/90mmHg，系统自会对新的数据信息自动进行识，并及反馈至新远程用户处，提醒其高烧或高血压的身体状况，而无需新用户自行对数据进行标识。;
[0010]数据访问层，用于对数据进行清洗、去重操作；
[0011]远程访问层，用于向物联网设备提供数据接口，通过互联网的网页显示或通过远程控制带有LED显示装置并能智能根据所设定或默认提供的数据范围的显现不同颜色的杯装置，以向并未直接使用物联网设备的，而又需要搜集使用物联网设备数据的远程用户告警及提醒。
[0012]所述的用户界面层包括数据展示平台、数据关系建立与查询平台、数据分析与预测平台；所述的数据展示平台包括UI界面、数据周期性报告、数据同比及环比比较，以及时间序列分解;所述的数据关系建立与查询平台包括状态与数据对应用户识别与监控告警展示，通过用户行为，对已知数据代表的状态进行标记，在未来同样的数据状态出现的时候，再通过网站或其他对应设备对匹配关系进行展示以及对应的告警;所述的数据分析与预测模块包括数据时间序列ARIMA过程追踪，数据均值及偏差范围监控报表以及数据预测报表。
[0013]所述的业务逻辑层包括对历史及新进数据进行整合，对于多来源的数据进行去重的数据整合处理模块，判断数据是否在历史数据均值及方差范围内的数据均值判断模块，判断新进数据是否满足过往的数据与实物之间匹配关系的数据匹配判断模块，对更新的数据进行分析与预测的数据分析预测模块。
[0014]所述的数据访问层包括两个模块，即数据清洗、去重、去空值、重复值以及数据入库模块，以及数据与传感器关系入库模块。
[0015]所述的远程访问层包括路由器端口映射及数据传输模块、传感器终端，以及预测、
监控与告警终端。
[0016]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0017](I)专业化向物联网设备提供数据分析服务，提供专业化的日报、周报、月报及同环比分析，时间序列分析，基于R语言搭建的数据分析平台，使得现有物联网用户无需具备统计相关知识，即能智能化的提取、分析及识别物联网历史及他人数据的内在隐藏信息，通过搭建物联网设备的数据化平台，为物联网的大数据的高速发展提供一站式平台化的服务。现有物联网系统极少提供数据分析及状态识别功能，主要仅为展示数据。
[0018](2)多用户历史记录保存并建立同类型数据之间的关系映射，可基于历史其他用户已上传数据的分类和说明，对新用户新上传数据智能进行识别和判断，如温度、湿度、震动次数、脉搏数，并基于搜集的数据建立对应的数据仓库，从而更好的运用所有的状态数据来提供生活服务。现有的数据分析系统缺乏物联网相连接的通道，而现有物联网系统并未提供其他用户同类型数据的分析功能。
[0019](3)使用实物化的监测及告警装置，打造数据LED变色显示杯装置，用户可设置LED灯颜色与数据间告警状态的对应关系，从而智能、轻便的提醒用户错误及异常的数据流。现有的数据系统大多数仅提供网页或界面的数据呈现功能，并未提供实物告警装置;而现有的实物告警装置并未能智能识别各种类型的数据，多数仅能识别单一类型的数据并进行告塾目ο
[0020](4)本系统提供的是泛化的数据告警范围，S卩6sgima原则，亦可根据需要调整至2?3倍标准差，无需用户考虑真实数据的异常值范围即能根据现有数据智能识别，打破了现有告警装置必须就单一来源数据限定性的确定正常工作范围的限制。
[0021](5)远程监控温度，以通用的路由器及wifi进行上下流数据的连接，成本低廉，使得用户在远程也能及时知晓数据的异常变化，对状态的变化可第一时间感知，降低用户使用成本，适合家庭应用。而现有的根据数据进行告警的装置，主要适用于工业场所，通过蓝牙或GSM进行上传，成本高昂，迀移不便。
【附图说明】
[0022]图1为本发明实施例1基于SAAS的物联网数据分析、监控与预测系统的示意图；
[0023]图2为数据界面层中数据关系建立与查询部分，根据数据波动进行LED变色的显示杯装置
[0024]图3为发明中用户界面层检测温度数据的实施示例。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
[0026]—种基于SAAS的通用物联网数据分析、监控与预测系统，用于向各种物联网设备提供的数据进行数据清洗、分析、报表呈现、历史数据状态记录和分析、实物展示、预测及告警的服务，包括用户界面层、业务逻辑层、数据访问层和远程访问层。
[0027]其中，用户界面层包括数据展示平台，数据关系建立与查询平台，数据分析与预测平台。数据展示平台包括经优化易于使用的UI界面，数据周期性报告(日、月、季、年报)，数据同比及环比比较，以及时间序列分解，包括季节性因素、趋势及对应的随机量等;数据关系建立与查询平台有状态与数据对应用户识别与监控告警展示等，通过用户行为，对已知数据代表的状态进行标记，在未来同样的数据状态出现的时候，再通过网站或其他对应设备对匹配关系进行展示以及对应的告警;数据分析与预测模块包括数据时间序列ARIMA过程追踪，数据均值及偏差范围监控报表以及数据预测报表。
[0028]在用户界面层，用户可通过用户界面定时接收数据，通过接收的数据进行分析并显示对应的数据报表，并由此确定正常值及异常观测值的范围，从而确定新接收数据的监控内容，并通过网站或实物显示以监控及提示特殊的状态。
[0029]业务逻辑层包括如下四个功能模块:①对历史及新进数据进行整合，对于多来源的数据进行去重;②判断数据是否在历史数据均值及方差范围内；③判断新进数据是否满足过往的数据与实物之间匹配关系和④对更新的数据进行分析与预测。
[0030]在业务逻辑层，系统会将各用户上传同类型数据进行对比和分析，如针对人体温度在一定时间的变化范围，基于历史用户提供的信息，来为新用户提供该温度变化范围可能代表的含义，如高热，低烧等特殊状况。
[0031]数据访问层包括两个模块:数据清洗、去重、去空值、重复值以及数据入库;数据与传感器关系入库。数据访问层将实现数据的重复和错误值的剔除，基本清洗和分析的功能。
[0032]远程访问层包括三部分:①路由器端口映射及数据传输;②传感器终端和③预测、监控与告警终端。传感器的实现可以由智能硬件提供不同的数据，通过路由器的端口映射及传输功能将数据传输到远程服务器上；同时对监控的反馈，除了基本的网站界面外，还提供硬件实物式的告警方式，即根据数据波动，其上LED变色显示的杯装置上LED灯的不同颜色，代表不同的温度(或异常数据状态)，从而方便用户第一时间判断和发现数据的异常状况。
[0033]发送端的数据接口装置主要包括U2代表的与物联网装置进行连接的接口，如测温度的装置可用DS18B20温控探针及由Pl，Ul，Dl及1?2所组成的Arduino模块，可编程对wifi传输装置进行控制，上传后通过服务器定期往终端发送数据及告警记录，来控制示意杯的警示信息及呈现数据记录。
[0034]接收端数据LED变色显示杯装置如图2所示，其中上半部分与下半部分可分离，上半部分包括LED灯，天线，HLK-RM-04及Arduino模块，以及USB电源。上半部分将密封并与下半部分相连，下半部分可做日常杯子饮水用；上半部分可以通过HLK-RM04将外部网络的信号通过选择wif i或GSM传递到内部网络，并通过Arduino模块的串口接口对数据进行接收和处理，对于超出正常范围的数据，同样通过Arduino利用串口传送数据至四脚LED灯上，实现根据数据超出正常范围(以标准差作为标识)的多少来进行颜色的变化，或由用户自行对数据的不同状态进行标记及对应不同的颜色，以示警告之用。
[0035]最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种基于SAAS的物联网数据分析、监控与预测系统，其特征在于，包括: 用户界面层，用于向用户展示数据，由用户设定数据的异常状态标记，并向用户提供各种数据分析、监控与预测服务； 业务逻辑层，用于搜集物联网设备的远程用户数据的状态信息，进行识别并反馈至新远程用户处； 数据访问层，用于对数据进行清洗、去重操作； 远程访问层，用于向物联网设备提供数据接口，通过互联网的网页显示或通过远程控制带有LED显示装置并能智能根据所设定或默认提供的数据范围的显现不同颜色的杯装置，向物联网设备的远程用户告警及提醒。2.根据权利要求1所述的基于SAAS的物联网数据分析、监控与预测系统，其特征在于，所述的用户界面层包括数据展示平台、数据关系建立与查询平台、数据分析与预测平台；所述的数据展示平台包括UI界面、数据周期性报告、数据同比及环比比较，以及时间序列分解;所述的数据关系建立与查询平台包括状态与数据对应用户识别与监控告警展示，通过用户行为，对已知数据代表的状态进行标记，在未来同样的数据状态出现的时候，再通过网站或其他对应设备对匹配关系进行展示以及对应的告警;所述的数据分析与预测模块包括数据时间序列ARIMA过程追踪，数据均值及偏差范围监控报表以及数据预测报表。3.根据权利要求1所述的基于SAAS的物联网数据分析、监控与预测系统，其特征在于，所述的业务逻辑层包括对历史及新进数据进行整合，对于多来源的数据进行去重的数据整合处理模块，判断数据是否在历史数据均值及方差范围内的数据均值判断模块，判断新进数据是否满足过往的数据与实物之间匹配关系的数据匹配判断模块，对更新的数据进行分析与预测的数据分析预测模块。4.根据权利要求1所述的基于SAAS的物联网数据分析、监控与预测系统，其特征在于，所述的数据访问层包括两个模块，即数据清洗、去重、去空值、重复值以及数据入库模块，以及数据与传感器关系入库模块。5.根据权利要求1所述的基于SAAS的物联网数据分析、监控与预测系统，其特征在于，所述的远程访问层包括路由器端口映射及数据传输模块、传感器终端，以及预测、监控与告警终端。
【文档编号】G06Q10/00GK105930926SQ201610244409
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月19日
【发明人】杨展业
【申请人】杨展业