【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及智能控制，具體涉及一種科技館智能展廳的數(shù)據(jù)采集與自動化控制系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、在現(xiàn)代科技館中，智能展廳的應(yīng)用已成為展示高科技和交互式體驗的重要組成部分。這些展廳通常配置了大量的智能設(shè)備，包括傳感器、顯示屏、自動化控制系統(tǒng)等，用于實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)采集、展示互動、燈光控制以及多媒體內(nèi)容播放等功能。這些系統(tǒng)通常依賴集成的計算平臺來進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和任務(wù)分配，以確保多個設(shè)備能夠協(xié)同工作。
2、現(xiàn)有的智能展廳管理系統(tǒng)在實現(xiàn)上述功能時，普遍依賴于中央控制器或服務(wù)器來處理各類數(shù)據(jù)，包括設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、實時數(shù)據(jù)采集及用戶交互響應(yīng)等。然而，在多設(shè)備并發(fā)運行的情況下，現(xiàn)有系統(tǒng)面臨計算資源分配不足的問題。這種資源瓶頸通常導(dǎo)致系統(tǒng)響應(yīng)能力下降，表現(xiàn)為互動系統(tǒng)的響應(yīng)延遲甚至無法及時處理用戶指令。例如，當(dāng)多個用戶同時與展廳互動設(shè)備進(jìn)行操作時，中央控制器可能因超負(fù)荷運轉(zhuǎn)而無法有效調(diào)度資源，從而導(dǎo)致展覽設(shè)備的反應(yīng)速度減慢，用戶體驗顯著下降。此外，為了應(yīng)對設(shè)備故障或用戶需求變化，現(xiàn)有技術(shù)通常依賴人工干預(yù)進(jìn)行參數(shù)調(diào)整或系統(tǒng)優(yōu)化，這進(jìn)一步降低了系統(tǒng)的智能化程度和效率。隨著科技館展廳規(guī)模的擴大以及設(shè)備數(shù)量的增加，現(xiàn)有技術(shù)難以有效適應(yīng)復(fù)雜、多變的運行需求。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于提供一種科技館智能展廳的數(shù)據(jù)采集與自動化控制系統(tǒng)，解決現(xiàn)有技術(shù)在多設(shè)備并發(fā)運行情況下由于計算資源不足導(dǎo)致出現(xiàn)的展廳互動系統(tǒng)響應(yīng)緩慢的問題。
2、為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供如下技術(shù)方案：一種科技館智能
3、負(fù)載均衡模塊，用于接收來自多個互動系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理請求，并通過負(fù)載均衡算法分配計算資源；
4、與負(fù)載均衡模塊連接的資源分配模塊，用于基于歷史數(shù)據(jù)和實時反饋調(diào)整計算資源的分配策略，優(yōu)化系統(tǒng)響應(yīng)速度，包括將智能展廳中設(shè)備數(shù)據(jù)處理請求任務(wù)分為第一優(yōu)先級和第二優(yōu)先級，定義資源分配給第一優(yōu)先級任務(wù)的比例p和資源分配給第二優(yōu)先級任務(wù)的比例q，根據(jù)任務(wù)需求，動態(tài)調(diào)整p和q的比例，使得公式p2+2pq+q2=1成立，其中，p表示資源分配給第一優(yōu)先級任務(wù)的比例，q表示資源分配給第二優(yōu)先級任務(wù)的比例；
5、與資源分配模塊連接的監(jiān)測模塊，用于實時監(jiān)測展廳內(nèi)各互動設(shè)備的運行狀態(tài)并進(jìn)行故障預(yù)測；
6、與資源分配模塊和監(jiān)測模塊連接的參數(shù)調(diào)整模塊，用于根據(jù)監(jiān)測結(jié)果和預(yù)測數(shù)據(jù)動態(tài)調(diào)整互動設(shè)備的運行參數(shù)。
7、優(yōu)選的，所述負(fù)載均衡模塊接收來自多個互動系統(tǒng)的數(shù)據(jù)請求，并通過負(fù)載均衡算法分配計算資源包括：
8、計算智能展廳中設(shè)備當(dāng)前的任務(wù)處理速度，具體公式為：
9、；
10、其中，v表示當(dāng)前的任務(wù)處理速度，vmax表示理想條件下最大處理速度，ρ表示單位時間內(nèi)分配到該設(shè)備的任務(wù)數(shù)量，ρmax表示設(shè)備在性能極限下單位時間內(nèi)分配到該設(shè)備的任務(wù)數(shù)量；
11、計算各設(shè)備單位時間內(nèi)完成的任務(wù)量，具體公式為：u=v×ρ；
12、其中，u表示單位時間內(nèi)設(shè)備完成的任務(wù)量，v表示當(dāng)前的任務(wù)處理速度，ρ表示單位時間內(nèi)分配到該設(shè)備的任務(wù)數(shù)量；
13、然后調(diào)整任務(wù)分配策略，實時更新單位時間內(nèi)分配到該設(shè)備的任務(wù)數(shù)量，重新計算分配策略實現(xiàn)任務(wù)流的均衡分布。
14、優(yōu)選的，所述監(jiān)測模塊實時監(jiān)測展廳內(nèi)各互動設(shè)備的運行狀態(tài)并進(jìn)行故障預(yù)測包括：
15、初始化智能展廳中設(shè)備健康狀態(tài)，記錄設(shè)備開始運行時間，實時計算設(shè)備健康狀態(tài)，監(jiān)測故障率的波動，具體公式為：；
16、其中，n（t）表示設(shè)備健康狀態(tài)在時間t內(nèi)的變化程度，t表示時間，n0表示設(shè)備在運行開始時的健康狀態(tài)，λ表示設(shè)備故障率，e表示自然對數(shù)的底數(shù)；
17、設(shè)定閾值th，當(dāng)n（t）≤th時，發(fā)出預(yù)警提示設(shè)備即將發(fā)生故障。
18、優(yōu)選的，所述參數(shù)調(diào)整模塊根據(jù)監(jiān)測結(jié)果和預(yù)測數(shù)據(jù)動態(tài)調(diào)整互動設(shè)備的運行參數(shù)包括：
19、采集智能展廳中設(shè)備當(dāng)前任務(wù)負(fù)載量，結(jié)合硬件性能確定比例系數(shù)，計算設(shè)備運行參數(shù)調(diào)整速率，具體公式為：；
20、其中，r表示設(shè)備的運行參數(shù)調(diào)整速率，a表示比例系數(shù)，m表示設(shè)備當(dāng)前任務(wù)負(fù)載量?，b表示設(shè)備調(diào)整的效率系數(shù)；
21、根據(jù)設(shè)備的運行參數(shù)調(diào)整速率的計算結(jié)果，調(diào)整設(shè)備運行參數(shù)，適應(yīng)負(fù)載需求，記錄調(diào)整結(jié)果，優(yōu)化設(shè)備調(diào)整的效率系數(shù)和比例系數(shù)的值，提高調(diào)整精度。
22、優(yōu)選的，所述負(fù)載均衡模塊接收來自多個互動系統(tǒng)的數(shù)據(jù)請求，并通過負(fù)載均衡算法分配計算資源中單位時間內(nèi)分配到該設(shè)備的任務(wù)數(shù)量ρ的計算公式為：ρ=e/f；
23、其中，ρ表示單位時間內(nèi)分配到該設(shè)備的任務(wù)數(shù)量，e表示任務(wù)請求書，f表示設(shè)備響應(yīng)時間。
24、優(yōu)選的，所述負(fù)載均衡模塊接收來自多個互動系統(tǒng)的數(shù)據(jù)請求，并通過負(fù)載均衡算法分配計算資源中任務(wù)分配策略優(yōu)先分配第一優(yōu)先級的任務(wù)。
25、優(yōu)選的，所述監(jiān)測模塊實時監(jiān)測展廳內(nèi)各互動設(shè)備的運行狀態(tài)并進(jìn)行故障預(yù)測中監(jiān)測模塊通過計算設(shè)備健康狀態(tài)的衰減幅度評估運行時間內(nèi)設(shè)備性能的變化程度，具體計算公式為：δn=n0-n(t)；
26、其中，δn表示設(shè)備健康狀態(tài)的衰減幅度，n0表示設(shè)備在運行開始時的健康狀態(tài)，n（t）表示設(shè)備健康狀態(tài)在時間t內(nèi)的變化程度。
27、優(yōu)選的，所述監(jiān)測模塊實時監(jiān)測展廳內(nèi)各互動設(shè)備的運行狀態(tài)并進(jìn)行故障預(yù)測中設(shè)備故障率λ的計算公式為：λ=λ0+k×g；
28、其中，λ表示設(shè)備故障率，λ0表示備的基礎(chǔ)故障率，k表示環(huán)境敏感度系數(shù)，g表示影響設(shè)備故障率的外部環(huán)境變量。
29、優(yōu)選的，所述資源分配模塊包括反饋優(yōu)化單元，用于通過比較實時任務(wù)處理效率與預(yù)期效率，動態(tài)調(diào)整資源分配策略。
30、優(yōu)選的，所述監(jiān)測模塊能夠生成周期性健康狀態(tài)報告，詳細(xì)記錄設(shè)備的健康狀態(tài)變化趨勢。
31、由上述技術(shù)方案可知，本專利技術(shù)具有如下有益效果：
32、該科技館智能展廳的數(shù)據(jù)采集與自動化控制系統(tǒng)，通過負(fù)載均衡模塊接收來自多個互動系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理請求，并通過負(fù)載均衡算法分配計算資源，資源分配模塊基于歷史數(shù)據(jù)和實時反饋調(diào)整計算資源的分配策略，優(yōu)化系統(tǒng)響應(yīng)速度，監(jiān)測模塊實時監(jiān)測展廳內(nèi)各互動設(shè)備的運行狀態(tài)并進(jìn)行故障預(yù)測，參數(shù)調(diào)整模塊根據(jù)監(jiān)測結(jié)果和預(yù)測數(shù)據(jù)動態(tài)調(diào)整互動設(shè)備的運行參數(shù)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中因計算資源分配不足導(dǎo)致的響應(yīng)延遲問題，使智能展廳的互動設(shè)備能夠在多用戶并發(fā)操作情況下保持高效響應(yīng)，提升用戶體驗，充分利用各設(shè)備的計算能力，避免中央控制器或服務(wù)器因過載而降低整體運行效率，確保系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和高效性，引入實時監(jiān)測模塊和參數(shù)調(diào)整模塊，實現(xiàn)設(shè)備運行狀態(tài)的實時監(jiān)測和自動調(diào)整，無需依賴人工干預(yù)即可適應(yīng)設(shè)備故障或用戶需求的變化，顯著提高了系統(tǒng)的智能化水平，降低因設(shè)備故障導(dǎo)致的系統(tǒng)中斷風(fēng)險，為展廳的持續(xù)、可靠運行提供保障，優(yōu)化系統(tǒng)架構(gòu)，使其具備靈活性和可擴展性，能夠高效適應(yīng)復(fù)雜、多變的運行需求，減少本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種科技館智能展廳的數(shù)據(jù)采集與自動化控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種科技館智能展廳的數(shù)據(jù)采集與自動化控制系統(tǒng)，其特征在于：所述負(fù)載均衡模塊接收來自多個互動系統(tǒng)的數(shù)據(jù)請求，并通過負(fù)載均衡算法分配計算資源包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種科技館智能展廳的數(shù)據(jù)采集與自動化控制系統(tǒng)，其特征在于：所述監(jiān)測模塊實時監(jiān)測展廳內(nèi)各互動設(shè)備的運行狀態(tài)并進(jìn)行故障預(yù)測包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種科技館智能展廳的數(shù)據(jù)采集與自動化控制系統(tǒng)，其特征在于：所述參數(shù)調(diào)整模塊根據(jù)監(jiān)測結(jié)果和預(yù)測數(shù)據(jù)動態(tài)調(diào)整互動設(shè)備的運行參數(shù)包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種科技館智能展廳的數(shù)據(jù)采集與自動化控制系統(tǒng)，其特征在于：所述負(fù)載均衡模塊接收來自多個互動系統(tǒng)的數(shù)據(jù)請求，并通過負(fù)載均衡算法分配計算資源中單位時間內(nèi)分配到該設(shè)備的任務(wù)數(shù)量ρ的計算公式為：ρ=E/F；
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種科技館智能展廳的數(shù)據(jù)采集與自動化控制系統(tǒng)，其特征在于：所述負(fù)載均衡模塊接收來自多個互動系統(tǒng)的數(shù)據(jù)請求，并通過負(fù)載均衡算法分配計算資源
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種科技館智能展廳的數(shù)據(jù)采集與自動化控制系統(tǒng)，其特征在于：所述監(jiān)測模塊實時監(jiān)測展廳內(nèi)各互動設(shè)備的運行狀態(tài)并進(jìn)行故障預(yù)測中監(jiān)測模塊通過計算設(shè)備健康狀態(tài)的衰減幅度評估運行時間內(nèi)設(shè)備性能的變化程度，具體計算公式為：ΔN=N0-N(t)；
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種科技館智能展廳的數(shù)據(jù)采集與自動化控制系統(tǒng)，其特征在于：所述監(jiān)測模塊實時監(jiān)測展廳內(nèi)各互動設(shè)備的運行狀態(tài)并進(jìn)行故障預(yù)測中設(shè)備故障率λ的計算公式為：λ=λ0+k×G；
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種科技館智能展廳的數(shù)據(jù)采集與自動化控制系統(tǒng)，其特征在于：所述資源分配模塊包括反饋優(yōu)化單元，用于通過比較實時任務(wù)處理效率與預(yù)期效率，動態(tài)調(diào)整資源分配策略。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種科技館智能展廳的數(shù)據(jù)采集與自動化控制系統(tǒng)，其特征在于：所述監(jiān)測模塊能夠生成周期性健康狀態(tài)報告，詳細(xì)記錄設(shè)備的健康狀態(tài)變化趨勢。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種科技館智能展廳的數(shù)據(jù)采集與自動化控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種科技館智能展廳的數(shù)據(jù)采集與自動化控制系統(tǒng)，其特征在于：所述負(fù)載均衡模塊接收來自多個互動系統(tǒng)的數(shù)據(jù)請求，并通過負(fù)載均衡算法分配計算資源包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種科技館智能展廳的數(shù)據(jù)采集與自動化控制系統(tǒng)，其特征在于：所述監(jiān)測模塊實時監(jiān)測展廳內(nèi)各互動設(shè)備的運行狀態(tài)并進(jìn)行故障預(yù)測包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種科技館智能展廳的數(shù)據(jù)采集與自動化控制系統(tǒng)，其特征在于：所述參數(shù)調(diào)整模塊根據(jù)監(jiān)測結(jié)果和預(yù)測數(shù)據(jù)動態(tài)調(diào)整互動設(shè)備的運行參數(shù)包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種科技館智能展廳的數(shù)據(jù)采集與自動化控制系統(tǒng)，其特征在于：所述負(fù)載均衡模塊接收來自多個互動系統(tǒng)的數(shù)據(jù)請求，并通過負(fù)載均衡算法分配計算資源中單位時間內(nèi)分配到該設(shè)備的任務(wù)數(shù)量ρ的計算公式為：ρ=e/f；
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種科技館智能展廳的數(shù)據(jù)采集與自動化控制系統(tǒng)，其特征在于：所述負(fù)載均衡模塊接...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：羅克淇，胡海霞，彭秀峰，
申請(專利權(quán))人：深圳市海淇展示文化有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。