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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
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
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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
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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
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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
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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
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案例数据的获取
– 安卓传感器
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数据可视化——探索数据
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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