做一个烟叶烘烤房的数据采集和智能分析系统需要学习什么？

Question

各位dada好，我是一个机械专业大四学生，毕业设计导师叫我做一个烟叶烘烤房的数据采集和智能分析系统，要采集烘烤房的温度，重量，和摄像头的数据，无线实时地传送到电脑上，在电脑上对数据进行分析，判断甚至预测烟叶烘烤的状态，可我完全不知道怎么做，我只会用arduino单片机采集一个DS18B20温度传感器的数据，剩下的我都不会，我要从什么开始写学？有dada知道完整的学习路径以及推荐教程吗？

Answer 1

引自免费微信小程序：皆我百晓生

为了设计和实现一个烟叶烘烤房的数据采集与智能分析系统，你需要掌握以下关键技术及相关学习路径：

1. 物联网（IoT）基础

   • 学习物联网架构：了解传感器、网关、云端之间的数据传输机制。
   • 掌握无线通信技术：如Wi-Fi、蓝牙、Zigbee等，用于实时传输烘烤房内的温湿度、重量和摄像头图像数据。

2. 多传感器集成

   • 温度采集：除了DS18B20之外，可能需要其他温度传感器来确保烘烤房内多点温度监控。同时，学习如何读取并整合不同类型的温湿度传感器数据。
   • 重量采集：研究适合烟叶的电子秤或称重传感器，并学会将其接口连接至单片机进行数据读取。
   • 摄像头数据：选择支持无线传输的网络摄像头，通过RTSP协议或者API获取视频流，并进行图像处理以提取烟叶状态特征。

3. 单片机/微控制器编程

   • Arduino进阶：学习如何扩展Arduino的功能，例如使用ESP32或更高级别的微控制器，以满足更多传感器接入和无线传输需求。
   • 数据采集代码编写：

#include <OneWire.h>
#include <DallasTemperature.h>
// ... 连接并初始化温度传感器
// 初始化重量传感器接口
// 初始化摄像头模块

void loop() {
  sensors.requestTemperatures(); // 读取温度
  float temp = sensors.getTempCByIndex(0); // 获取温度值
  // ... 读取重量传感器数据
  // ... 从摄像头获取图像数据
  // 将所有数据打包并通过无线模块发送
}

1. 数据传输与云平台

   • 学习MQTT协议或CoAP等物联网协议，将本地采集的数据上传至云端服务器。
   • 研究阿里云IoT套件、AWS IoT Core或其他云服务提供商的产品，创建设备端到云端的数据通道。

2. 数据分析与智能预测

   • 学习Python数据分析库，如Pandas、NumPy和Matplotlib，对收集到的数据进行清洗、整理和可视化。
   • 使用机器学习库（如scikit-learn或TensorFlow）构建模型，对烟叶烘烤过程中的状态变化进行预测分析。

3. 软件界面开发

   • 学习前端框架（如React.js、Vue.js）与后端开发（如Django、Flask），搭建用户界面展示实时数据及预测结果。

参考教程链接：

• IoT Fundamentals
• Arduino Programming Tutorials
• Python for Data Science Handbook
• Machine Learning A-Z™: Hands-On Python & R In Data Science

在实际项目中，请结合具体硬件设备手册和技术文档进行实践，不断调试和完善你的系统。