一种用于智慧网关的数据管理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于智慧网关的数据管理系统，具体涉及通信数据处理技术领域，是通过采集信号波动指数和覆盖质量指数来获得干扰系数，借此分析网络数据传输情况，同时，对干扰系数进行深入分析使网关更准确地辨识低承载和高承载信号，从而在实际情境下主动切换以提升数据传输效果。对用电数据进行特征提取和降维处理，数据压缩效果显著，保留了关键信息。在面对低承载信号时，智能计算得到适应性活动阈值，取代贡献阈值，进一步降低数据传输负担，有效结合数据压缩与网络环境，确保关键信息的高效传输。在复杂网络环境下为用户了解家庭用电器用电情况提供可靠支持，使数据传输和处理能够应对多变的网络挑战，从而实现更高效、稳定的运行。定的运行。定的运行。

【技术实现步骤摘要】
一种用于智慧网关的数据管理系统


[0001]本专利技术涉及通信数据处理
，更具体地说，本专利技术涉及一种用于智慧网关的数据管理系统。

技术介绍

[0002]智慧网关是智慧家居系统中的核心元素，承担着关键的连接和管理职能。在智慧家居生态中，智慧网关的职责广泛而重要。它充当了连接智能设备的桥梁，以实现设备之间的无缝互联和协同操作，从智能灯具到智能家电、安全设备等，都通过智慧网关实现整体的智能化。
[0003]智慧网关的作用在于多方面，首先，它为用户提供了集中控制和管理各类智能设备的能力，使用户能够通过一个统一的平台轻松地监控和控制家居环境。其次，智慧网关负责数据的汇总、处理和分发，将来自各种传感器和设备的数据整合在一起，进行初步分析，以提取有用的信息和趋势，从而支持更智能的决策和操作。此外，智慧网关还在安全方面发挥着关键作用，监测网络活动并采取预防措施，确保智能家居系统的稳定性和用户隐私。
[0004]然而，现有的智慧网关在数据传输方面面临一些挑战。由于无法及时感知家庭传输网络环境的变化，这些网关在数据传输模式方面存在刚性，导致用户在打开应用程序后，可能无法及时获取最新的网络数据。这可能会导致信息滞后，甚至产生错误数据，影响用户对家居环境的准确理解。
[0005]特别是在不理想的网络环境下，现有的智慧网关无法根据实际情况提取和压缩传感器数据的特征，导致数据量过大，从而引发网络拥堵等问题。这可能会干扰设备的正常工作，影响整个智能家居系统的性能和用户体验。
[0006]为了解决上述问题，现提供一种技术方案。

技术实现思路

[0007]为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术的实施例提供，通过采集信号波动指数和覆盖质量指数来获得干扰系数，借此评估网关在数据传输中的网络质量与稳定性，以切换适宜的传输模式。同时，对干扰系数进行深入分析使网关更准确地辨识低承载和高承载信号，从而在实际情境下主动切换以提升数据传输效果。通过应用主成分分析对用电数据进行特征提取和降维处理，数据压缩效果显著，保留了关键信息。在面对低承载信号时，智能计算得到适应性活动阈值，取代贡献阈值，进一步降低数据传输负担，有效结合数据压缩与网络环境，确保关键信息的高效传输。从而在复杂网络环境下为用户了解家庭用电器用电情况提供可靠支持，使数据传输和处理能够应对多变的网络挑战，从而实现更高效、稳定的运行，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：包括网络数据采集单元、网络环境分析单元、数据特征提取单元、重点数据汇总单元；网络数据采集单元用于网关联网时的稳定信息和覆盖信息，将稳定信息和覆盖信
息发送至网络环境分析单元；网络环境分析单元用于汇总相关信息进行综合计算处理得到干扰系数，对干扰系数进行分析，得到环境信号，环境信号包括高承载信号和低承载信号，将高承载信号和低承载信号发送至数据特征提取单元；数据特征提取单元提取用电数据的特征，将多个特征投影到一个综合的主成分空间中，获得主成分贡献率，将主成分贡献系数和贡献阈值进行比较分析，对用电数据进行进一步的压缩处理；重点数据汇总单元在确定获得低承载信号的情况下，通过干扰系数调整贡献阈值。
[0009]在一个优选的实施方式中，网络数据采集单元的运行过程包括以下内容：稳定信息包括信号波动指数，覆盖信息包括覆盖质量指数。
[0010]在一个优选的实施方式中，信号波动指数的获取逻辑为：步骤a11，收集一段时间内的信道切换频率和信道切换前后的数据传输速度；步骤a12，计算信道切换的频率，即在收集的时间段内发生的信道切换次数，计算公式为：信道切换频率=信道切换次数/时间段；步骤a13，对于每次信道切换，计算切换前后的数据传输速度差，速度差=切换后的数据速度
‑
切换前的速度；步骤a14，使用信道切换频率和数据传输速度差来计算信号波动指数，计算公式为：，式中，为信道波动指数，为速度差，为信道切换频率。
[0011]在一个优选的实施方式中，覆盖质量指数的获取逻辑为：步骤a21，统计室内所有在用的网关，基于网关进行所在位置，获得所有网关联网时的信号强度值和下载速度值；步骤a22，统计所有网关联网时的信号强度值和下载速度值，计算网关联网信号强度评分，计算公式为：，式中，为网关联网信号强度评分，分别为测得的信号强度、最弱信号强度和最佳信号强度，其中，最弱信号强度是指所有网关在测量中记录的最低信号强度，最佳信号强度是指所有网关在测量中记录的最佳信号强度；步骤a23，为每个网关计算网关联网速度评分，计算公式为：，式中，为网关联网速度评分，为测得的速度，为标准合格速度；步骤a24，计算每个网关的覆盖质量指数，计算公式为：，式中，、为覆盖质量指数。
[0012]在一个优选的实施方式中，网络环境分析单元的运行过程包括以下内容：将信号波动指数和覆盖质量指数经过综合计算得到干扰系数，干扰系数的计算公式为：，式中，为干扰系数，分别为信号波动指数、覆盖质量指数，分别为信号波动指数、覆盖质量指数的预设比例系数，且
均大于0。
[0013]在一个优选的实施方式中，将干扰系数和干扰阈值进行比较，若干扰系数大于等于干扰阈值，表示网关所处环境的数据传输质量以及网络覆盖效果都低于预期，生成低承载信号；若干扰系数小于干扰阈值，表示网关所处环境的数据传输质量以及网络覆盖效果满足预期，生成高承载信号。
[0014]在一个优选的实施方式中，数据特征提取单元的运行过程包括以下内容：步骤b11，通过网关提取用电数据，对原始用电数据的特征进行标准化，对于每个用电数据的每个特征，标准化后的值=（原始值
‑
均值）/标准差；步骤b12，对标准化的用电数据进行主成分分析，获得一组主成分以及对应的特征值；步骤b13，对于每个主成分，计算其特征值占所有特征值之和的比例，得到主成分的贡献率；步骤b14，将贡献率和贡献阈值进行比较，若主成分的贡献率大于等于贡献阈值则保留主成分，反之，则不保留；步骤b15，将原始用电数据投影到保留主成分构成的降维空间中，得到降维后的用电数据；步骤b16，存储降维后的用电数据，以实现数据的压缩。
[0015]在一个优选的实施方式中，重点数据汇总单元的运行过程包括以下内容：在确定获得低承载信号后，将干扰系数、干扰阈值和贡献阈值经过综合计算得到活动阈值，计算公式为：，式中，分别为活动阈值、贡献阈值，其中，活动阈值用于替换贡献阈值，分别为干扰系数、干扰阈值，为修正因子，且大于0。
[0016]本专利技术一种用于智慧网关的数据管理系统的技术效果和优点：1.通过采集信号波动指数和覆盖质量指数获得干扰系数，基于干扰系数能够辅助网关评估出联网时的网络质量和稳定性，从而在数据传输时能够更智能地判断何时切换到适宜的传输模式。其次，对干扰系数的深入分析有助于网关更加准确地识别出低承载信号和高承载信号，使得网关能够根据实际情况进行主动切换，以达到更优的数据传输效果；2.应用主成分分析对用电数据进行特征提取和降维处理，有助于对数据进行压缩，通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于智慧网关的数据管理系统，其特征在于，包括网络数据采集单元、网络环境分析单元、数据特征提取单元、重点数据汇总单元；网络数据采集单元用于网关联网时的稳定信息和覆盖信息，将稳定信息和覆盖信息发送至网络环境分析单元；网络环境分析单元用于汇总相关信息进行综合计算处理得到干扰系数，对干扰系数进行分析，得到环境信号，环境信号包括高承载信号和低承载信号，将高承载信号和低承载信号发送至数据特征提取单元；数据特征提取单元提取用电数据的特征，将多个特征投影到一个综合的主成分空间中，获得主成分贡献率，将主成分贡献系数和贡献阈值进行比较分析，对用电数据进行进一步的压缩处理；重点数据汇总单元在确定获得低承载信号的情况下，通过干扰系数调整贡献阈值。2.根据权利要求1所述的一种用于智慧网关的数据管理系统，其特征在于：网络数据采集单元的运行过程包括以下内容：稳定信息包括信号波动指数，覆盖信息包括覆盖质量指数。3.根据权利要求2所述的一种用于智慧网关的数据管理系统，其特征在于：信号波动指数的获取逻辑为：步骤a11，收集一段时间内的信道切换频率和信道切换前后的数据传输速度；步骤a12，计算信道切换的频率，即在收集的时间段内发生的信道切换次数，计算公式为：信道切换频率=信道切换次数/时间段；步骤a13，对于每次信道切换，计算切换前后的数据传输速度差，速度差=切换后的数据速度
‑
切换前的速度；步骤a14，使用信道切换频率和数据传输速度差来计算信号波动指数，计算公式为：，式中，为信道波动指数，为速度差，为信道切换频率。4.根据权利要求3所述的一种用于智慧网关的数据管理系统，其特征在于：覆盖质量指数的获取逻辑为：步骤a21，统计室内所有在用的网关，基于网关进行所在位置，获得所有网关联网时的信号强度值和下载速度值；步骤a22，统计所有网关联网时的信号强度值和下载速度值，计算网关联网信号强度评分，计算公式为：，式中，为网关联网信号强度评分，分别为测得的信号强度、最弱信号强度和最佳信号强度，其中，最弱信号强度是指所有网关在测量中记录的最低信号强度，最佳信号强度是指所有网关在测量中记录的最...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋春庆，赵强，张宏伟，
申请(专利权)人：北京九建科技有限公司，
类型：发明
国别省市：