Overview of MathWorks · 12 案例: 人的运动分析 Feature Extraction Demo Dataset courtesy of:...

1© 2015 The MathWorks, Inc.

MATLAB与物联网

数据的获取、可视化与分析

卓金武MathWorks中国

steven.zhuo@mathworks.cn

2

内容提要

MATLAB物联网技术概况

数据的获取、可视化与分析-以物联网数据为例

综合应用案例：心率监控和诊断

3

传感器

驱动器

用户

交通

基础设施

医疗

工业

Internet

• 应用集成

• 数据收集

• 分析

• 可视化

• 安全

什么是物联网

4

技术的进步促进了物联网的发展

低成本低能耗传感器– 数据的验证和清洗

– 微控制技术

无所不在的连通– 有线/无线通信技术

数据的集成和分析– 大数据

信号和图像处理

控制系统

通信系统设计

云计算、数据分析、机器学习

5

MATLAB在物联网中的作用

6

IoT发展趋势

“在这个星球上，网络连接的设备已经超过人口的数量了…” –Tyson Tuttle, CEO, Silicon Labs

7

内容提要

MATLAB物联网技术概况

数据的获取、可视化与分析-以物联网数据为例

综合应用案例：心率监控和诊断

8

IoT数据分析的难点

传感器信号的数据分析

需要专业领域的知识

开放式的问题

较长的探索周期

离线训练和验证数据集

9

IoT数据分析流程

Reporting and

Documentation

Outputs for Design

Deployment

ShareExplore & Discover

Data Analysis

& Modeling

Algorithm

Development

Application

Development

Files

Software

Hardware

Access

Code & Applications

10

数据收集

数据收集– 数据类型

Analog/PWM/Digital

CAN

– 数据集成

探测连接

信号阈值约束

Analog (V,I) CAN

11

从设备获取数据

Data Acquisition Toolbox

插件式数据获取装置和声卡

Instrument Control Toolbox

RS-232串口仪器

MATLAB

与多种设备通信

Image Acquisition Toolbox

图像获取装置

Vehicle Network Toolbox

CAN 总线接口设备

12

案例: 人的运动分析

Feature

Extraction

Demo

Dataset courtesy of:

Davide Anguita, Alessandro Ghio, Luca Oneto, Xavier Parra and Jorge L. Reyes-Ortiz.

Human Activity Recognition on Smartphones using a Multiclass Hardware-Friendly Support Vector Machine.

International Workshop of Ambient Assisted Living (IWAAL 2012). Vitoria-Gasteiz, Spain. Dec 2012

http://archive.ics.uci.edu/ml/datasets/Human+Activity+Recognition+Using+Smartphones

Classification

13

案例数据的获取

– 安卓传感器

14

数据可视化——探索数据

15

Signal Processing Toolbox

7.0

– 简单的操作界面和易用的案例

– 分析非均衡数据

– 信号处理的新功能

– 测量、过滤设计

Neural Network Toolbox– 深度学习

Statistics & Machine Learning

Toolbox– 统计方法

– 机器学习

cheby2

filter

rms

pwelch

periodogra

m

xcov

findpeaks

…

利用内置函数进行数据分析

16

物联网数据形式多样，MATLAB支持多种数据获取方式

可视化对探索性的数据分析非常有帮助

Signal Processing Toolbox

具有丰富的信号处理和分析函数

MATLAB比较适合物联网工程

运动分析案例小结

17

内容提要

MATLAB物联网技术概况

数据的获取、可视化与分析-以物联网数据为例

综合应用案例：心率监控和诊断

18

Example:心率监控及心脏病诊断

实时数据获取 流信号处理 测试、验证 集成和部署

Demo

19

工作流程:从算法到原型

TE

ST

an

d V

ER

IFY集成和执行

ARM DSP FPGA ASIC

VHDL, VerilogC, C++

Fixed-

Point

设计和仿真

Floating Point

Algorithm

Development Streaming

signal

Processing

20

Iot 发展趋势及展望

MATLAB信号数据分析技术

MATLAB/Simulink实时数据分析

MATLAB在IoT方面的优势

总结

21

公司网页： www.mathworks.cn

公司电话: 010-59827000

答疑方式： Steven.Zhuo@mathworks.cn

问题与讨论

22© 2015 The MathWorks, Inc.

© 2016 The MathWorks, Inc. MATLAB and Simulink are registered trademarks of The MathWorks, Inc. See www.mathworks.com/trademarks for

a list of additional trademarks. Other product or brand names may be trademarks or registered trademarks of their respective holders.