传感器监控与阈值管理实战

📚 共计 30 章节

传感器基础与选型

常见传感器类型（温度、湿度、压力、光照）、工作原理、关键参数、选型实战案例。

精度分辨率采样率

传感器数据采集基础

模拟/数字信号、ADC/DAC、I2C/SPI/UART协议、数据手册解读技巧。

通信协议数据手册

阈值管理概念与设计

阈值类型（硬阈值、软阈值、动态阈值）、设计原则与监控系统作用。

硬阈值软阈值动态阈值

单阈值监控实现

Python模拟单阈值监控、PyQt5显示界面、阈值触发报警与记录。

多阈值分层监控

多级阈值（警告、危险、紧急）、分层报警、状态机设计。

状态机分层

动态阈值调整策略

基于统计/时间段/环境自适应的动态阈值，移动平均与标准差。

自适应移动平均

阈值滞后与消抖

阈值抖动、施密特触发器、软件消抖实现与Python代码。

消抖施密特

传感器数据滤波

均值滤波、中值滤波、卡尔曼滤波入门及Python对比。

卡尔曼中值滤波

实时数据可视化

Matplotlib实时曲线、PyQt5嵌入图表、阈值线标注与刷新。

Matplotlib实时

报警通知机制

本地声光报警、远程邮件/短信/微信、报警聚合与防重复。

远程报警聚合

日志记录与存储

CSV/JSON日志、SQLite存储、日志轮转策略与Python实现。

历史数据查询与分析

时间范围查询、统计报表（最大/最小/平均）、趋势分析。

配置文件管理

JSON/YAML管理阈值、热加载配置、配置校验。

多传感器融合监控

多传感器同步、加权融合、冗余设计、Python实现。

边缘计算与本地决策

边缘节点、本地阈值决策、断网缓存与续传。

边缘计算断网续传

云平台对接

MQTT协议、数据上云（阿里云/腾讯云）、云端阈值管理。

Web监控面板开发

Flask/FastAPI后端、ECharts前端图表、阈值远程配置。

系统安全与权限

用户认证、API鉴权、阈值权限控制、操作审计日志。

异常检测与预测

孤立森林、LOF异常检测、线性回归趋势预测。

孤立森林预测

系统性能优化

采样率优化、内存管理、多线程/异步IO、数据库查询优化。

硬件在环仿真

模拟传感器数据测试、硬件接口模拟、系统集成测试。

仿真集成测试

部署与运维

Docker容器化、Prometheus+Grafana监控、日志集中管理。

DockerPrometheus

案例实战：智能温室监控

需求分析、系统设计、阈值策略、完整代码实现。

温室完整代码

案例实战：数据中心温湿度

高精度要求、冗余设计、报警联动。

数据中心高精度

案例实战：工业设备预测维护

振动传感器、温度阈值、趋势预测模型。

预测维护振动

案例实战：智能家居环境监控

多房间传感器、场景联动、用户自定义阈值。

智能家居场景联动

案例实战：冷链物流温度监控

GSP规范、断点续传、审计追踪。

案例实战：水质监测系统

pH/浊度/溶解氧、多参数阈值、超标报警。

水质多参数

案例实战：空气质量监测站

PM2.5/CO2/VOC、AQI计算、公共数据发布。

AQI空气质量

项目总结与进阶

常见问题、架构演进、AIoT趋势、学习资源推荐。