本發(fā)明涉及光譜儀網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程協(xié)助，具體為一種手持式光譜儀網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程協(xié)助方法。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)代工業(yè)應(yīng)用中，手持式光譜儀作為一種常用的材料分析工具，廣泛應(yīng)用于地質(zhì)勘探、環(huán)境檢測(cè)、材料科學(xué)以及廢物回收等多個(gè)領(lǐng)域,這些設(shè)備通過(guò)非破壞性分析提供材料組成的即時(shí)數(shù)據(jù)，支持現(xiàn)場(chǎng)決策。然而，與此同時(shí)，手持式光譜儀在實(shí)際應(yīng)用中面臨多項(xiàng)挑戰(zhàn)，尤其是在遠(yuǎn)程操作和數(shù)據(jù)管理方面，具體問(wèn)題包括：

2、數(shù)據(jù)傳輸效率低下：在傳統(tǒng)的手持式光譜儀使用中，數(shù)據(jù)通常需要物理連接或通過(guò)簡(jiǎn)單的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖镜赜?jì)算機(jī)或服務(wù)器。這種傳輸方式容易受到網(wǎng)絡(luò)帶寬和穩(wěn)定性的限制，導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸效率低下，延時(shí)高。

3、數(shù)據(jù)安全性問(wèn)題：現(xiàn)有的數(shù)據(jù)傳輸方案往往缺乏足夠的加密措施和安全協(xié)議，使得敏感數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中容易受到外部攻擊和泄露的風(fēng)險(xiǎn)。

4、數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)能力有限：傳統(tǒng)的設(shè)備通常僅在本地進(jìn)行數(shù)據(jù)的初步處理和存儲(chǔ)，缺乏有效的數(shù)據(jù)壓縮和優(yōu)化處理，這不僅限制了數(shù)據(jù)的處理效率，也增加了對(duì)存儲(chǔ)容量的需求。

5、動(dòng)態(tài)調(diào)整能力不足：多數(shù)現(xiàn)有系統(tǒng)缺乏實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)并據(jù)此調(diào)整數(shù)據(jù)處理策略的能力，使得在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境波動(dòng)時(shí)無(wú)法保持傳輸和處理的最優(yōu)狀態(tài)。

6、多平臺(tái)支持不足：傳統(tǒng)的手持式光譜儀多數(shù)只支持特定的操作平臺(tái)或設(shè)備，限制了用戶(hù)在不同設(shè)備間的操作靈活性和系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。

7、實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程協(xié)助功能缺失：現(xiàn)有技術(shù)通常未能提供有效的遠(yuǎn)程協(xié)助和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析支持，這在需要快速診斷和決策的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中構(gòu)成了重大限制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種手持式光譜儀網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程協(xié)助方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在數(shù)據(jù)傳輸效率低下、數(shù)據(jù)安全性較差等問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種手持式光譜儀網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程協(xié)助方法，包括以下方法步驟：

3、s10、設(shè)備通訊準(zhǔn)備：通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接建立遠(yuǎn)程協(xié)助通信通道，并確保光譜儀以及遠(yuǎn)程協(xié)助設(shè)備安裝有對(duì)應(yīng)匹配的通信模塊和數(shù)據(jù)處理單元，以此實(shí)現(xiàn)手持式光譜儀數(shù)據(jù)傳輸；

4、s20、數(shù)據(jù)收集壓縮：通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)算法對(duì)通信數(shù)據(jù)流進(jìn)行分析并提取關(guān)鍵特征，并通過(guò)壓縮算法對(duì)關(guān)鍵特征數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，以減少數(shù)據(jù)傳輸量；

5、s30、檢測(cè)動(dòng)態(tài)調(diào)整：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)通信環(huán)境和數(shù)據(jù)特征變化，動(dòng)態(tài)調(diào)整壓縮算法參數(shù)，以?xún)?yōu)化數(shù)據(jù)傳輸效率和實(shí)時(shí)性；

6、s40、數(shù)據(jù)庫(kù)建立：收集歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并建立數(shù)據(jù)集；

7、s50、機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)診斷：利用監(jiān)督學(xué)習(xí)算法訓(xùn)練預(yù)測(cè)性維護(hù)和故障診斷模型，以預(yù)測(cè)潛在故障或異常情況；

8、s60、多點(diǎn)位協(xié)助搭建：支持多平臺(tái)遠(yuǎn)程監(jiān)控和獲取光譜儀數(shù)據(jù)功能。

9、優(yōu)選的，所述s10步驟中網(wǎng)絡(luò)連接方式包括wi-fi、蜂窩數(shù)據(jù)連接、以太網(wǎng)連接、vpn的一種或多種。

10、優(yōu)選的，所述s20步驟中所使用的機(jī)器學(xué)習(xí)算法為主成分分析，所使用的壓縮算法為算術(shù)編碼。

11、優(yōu)選的，所述s20步驟中通過(guò)主成分分析進(jìn)行關(guān)鍵特征提取的步驟為：

12、s21、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化：將每個(gè)特征(數(shù)據(jù)維度)的均值歸零，并標(biāo)準(zhǔn)化為單位方差，其函數(shù)表達(dá)式為：

13、

14、其中，其中μ是平均值，σ是標(biāo)準(zhǔn)差；

15、s22、計(jì)算協(xié)方差矩陣：計(jì)算數(shù)據(jù)的協(xié)方差矩陣c，以評(píng)估變量之間的線性關(guān)系：

16、

17、其中，n是樣本數(shù)；

18、s23、求解特征值和特征向量：計(jì)算協(xié)方差矩陣c的特征值和對(duì)應(yīng)的特征向量：

19、cvi＝λivi

20、其中，λi是特征值，vi是對(duì)應(yīng)的特征向量；

21、s24、特征向量排序：將特征向量按其對(duì)應(yīng)的特征值的大小降序排列；

22、s25、數(shù)據(jù)投影：將原始數(shù)據(jù)xstd投影到選定的主成分上，形成降維后的數(shù)據(jù)集；

23、xpca＝xstdvselected

24、其中，vselected是包含選定特征向量的矩陣。

25、優(yōu)選的，所述s30步驟中，所監(jiān)測(cè)的通信環(huán)境通過(guò)netflow工具進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)帶寬使用率與延遲情況；所監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)特征變化包括光譜儀上傳數(shù)據(jù)流的文本、圖片、視頻；在獲取特征變化后通過(guò)if-else規(guī)則進(jìn)行決策調(diào)整。

26、優(yōu)選的，所述s40步驟數(shù)據(jù)庫(kù)中包含歷史數(shù)據(jù)與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，所述歷史數(shù)據(jù)包括設(shè)備啟動(dòng)、停機(jī)、故障、維護(hù)事件時(shí)間戳，以及光譜儀故障的詳細(xì)信息、采取的維修措施和維護(hù)歷史。

27、優(yōu)選的，所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)包括遠(yuǎn)程協(xié)助數(shù)據(jù)交互的數(shù)據(jù)包收發(fā)情況、延時(shí)情況。

28、優(yōu)選的，所述s50步驟中所使用的監(jiān)督學(xué)習(xí)算法具體為邏輯回歸算法。

29、優(yōu)選的，所述邏輯回歸算法函數(shù)表達(dá)式為：

30、

31、其中，p(y＝1|x)是給定輸入特征x時(shí)，目標(biāo)變量y等于1的概率；w是權(quán)重向量；x是輸入特征向量，即光譜儀的歷史維護(hù)記錄、操作模式、使用頻率；b是偏置項(xiàng)；e是自然對(duì)數(shù)的底數(shù)；y是是否會(huì)在近期內(nèi)發(fā)生故障(1表示是，0表示否)。

32、優(yōu)選的，所述s60步驟中多平臺(tái)包括移動(dòng)通信設(shè)備、便攜式路由器、電腦。

33、本發(fā)明提供了一種手持式光譜儀網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程協(xié)助方法。具備以下有益效果：

34、1、本發(fā)明通過(guò)采用高效的通信模塊和數(shù)據(jù)處理單元，本發(fā)明顯著提升了數(shù)據(jù)傳輸速度和減少了通信延遲，選擇合適的通信方式(如wi-fi、蜂窩數(shù)據(jù)連接、以太網(wǎng)連接、vpn等)根據(jù)使用場(chǎng)景優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸路徑和方式，確保數(shù)據(jù)快速、安全地傳輸，減少了因網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題引起的操作中斷和數(shù)據(jù)丟失風(fēng)險(xiǎn)。

35、2、本發(fā)明利用主成分分析(pca)和算術(shù)編碼技術(shù)，本發(fā)明有效減少了需要傳輸和存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量，同時(shí)保留了數(shù)據(jù)的關(guān)鍵信息，這不僅提高了存儲(chǔ)效率，還確保了數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性，為遠(yuǎn)程診斷和決策提供了可靠的數(shù)據(jù)支持。

36、3、本發(fā)明通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)通信環(huán)境和數(shù)據(jù)特征的變化，并動(dòng)態(tài)調(diào)整壓縮算法參數(shù)，本發(fā)明提高了系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)波動(dòng)的適應(yīng)性，優(yōu)化了數(shù)據(jù)處理過(guò)程，這種動(dòng)態(tài)調(diào)整機(jī)制使得系統(tǒng)能夠在不同網(wǎng)絡(luò)條件下持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，提升了遠(yuǎn)程協(xié)助的實(shí)時(shí)性和效率。

37、4、本發(fā)明通過(guò)支持多種移動(dòng)通信設(shè)備和計(jì)算平臺(tái)，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的廣泛可訪問(wèn)性和操作的靈活性，無(wú)論用戶(hù)位于何處，都能通過(guò)各種設(shè)備實(shí)時(shí)訪問(wèn)和控制手持式光譜儀，顯著提高了工作效率，特別是在需要遠(yuǎn)程操作和緊急響應(yīng)的場(chǎng)合。

技術(shù)特征：

1.一種手持式光譜儀網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程協(xié)助方法，其特征在于，包括以下方法步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種手持式光譜儀網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程協(xié)助方法，其特征在于，所述s10步驟中網(wǎng)絡(luò)連接方式包括wi-fi、蜂窩數(shù)據(jù)連接、以太網(wǎng)連接、vpn的一種或多種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種手持式光譜儀網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程協(xié)助方法，其特征在于，所述s20步驟中所使用的機(jī)器學(xué)習(xí)算法為主成分分析，所使用的壓縮算法為算術(shù)編碼。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種手持式光譜儀網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程協(xié)助方法，其特征在于，所述s20步驟中通過(guò)主成分分析進(jìn)行關(guān)鍵特征提取的步驟為：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種手持式光譜儀網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程協(xié)助方法，其特征在于，所述s30步驟中，所監(jiān)測(cè)的通信環(huán)境通過(guò)netflow工具進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)帶寬使用率與延遲情況；所監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)特征變化包括光譜儀上傳數(shù)據(jù)流的文本、圖片、視頻；在獲取特征變化后通過(guò)if-else規(guī)則進(jìn)行決策調(diào)整。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種手持式光譜儀網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程協(xié)助方法，其特征在于，所述s40步驟數(shù)據(jù)庫(kù)中包含歷史數(shù)據(jù)與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，所述歷史數(shù)據(jù)包括設(shè)備啟動(dòng)、停機(jī)、故障、維護(hù)事件時(shí)間戳，以及光譜儀故障的詳細(xì)信息、采取的維修措施和維護(hù)歷史。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種手持式光譜儀網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程協(xié)助方法，其特征在于，所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)包括遠(yuǎn)程協(xié)助數(shù)據(jù)交互的數(shù)據(jù)包收發(fā)情況、延時(shí)情況。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種手持式光譜儀網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程協(xié)助方法，其特征在于，所述s50步驟中所使用的監(jiān)督學(xué)習(xí)算法具體為邏輯回歸算法。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種手持式光譜儀網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程協(xié)助方法，其特征在于，所述邏輯回歸算法函數(shù)表達(dá)式為：

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種手持式光譜儀網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程協(xié)助方法，其特征在于，所述s60步驟中多平臺(tái)包括移動(dòng)通信設(shè)備、便攜式路由器、電腦。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及光譜儀網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程協(xié)助領(lǐng)域，公開(kāi)了一種手持式光譜儀網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程協(xié)助方法，包括以下方法步驟：S10、設(shè)備通訊準(zhǔn)備：通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接建立遠(yuǎn)程協(xié)助通信通道，并確保光譜儀以及遠(yuǎn)程協(xié)助設(shè)備安裝有對(duì)應(yīng)匹配的通信模塊和數(shù)據(jù)處理單元，以此實(shí)現(xiàn)手持式光譜儀數(shù)據(jù)傳輸；S20、數(shù)據(jù)收集壓縮：通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)算法對(duì)通信數(shù)據(jù)流進(jìn)行分析并提取關(guān)鍵特征，并通過(guò)壓縮算法對(duì)關(guān)鍵特征數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，以減少數(shù)據(jù)傳輸量；S30、檢測(cè)動(dòng)態(tài)調(diào)整：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)通信環(huán)境和數(shù)據(jù)特征變化，動(dòng)態(tài)調(diào)整參數(shù)。通過(guò)采用高效的通信模塊和數(shù)據(jù)處理單元，本發(fā)明顯著提升了數(shù)據(jù)傳輸速度和減少了通信延遲，確保數(shù)據(jù)快速、安全地傳輸，減少了因網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題引起的操作中斷和數(shù)據(jù)丟失風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：胡柱東,呂曉鳴
受保護(hù)的技術(shù)使用者：佛山格捷銳信息技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/9