嵌入式设备异常检测与预警系统实战 · 课程目录

嵌入式异常检测概述概念

异常检测定义 · 嵌入式需求 · 硬件/软件/攻击类型

嵌入式系统基础回顾核心

MCU vs MPU · RTOS · GPIO/ADC/PWM

传感器数据采集基础传感

温度/湿度/加速度计/陀螺仪 · 预处理

时间序列数据基础时序

采样率 · 分辨率 · 滑动窗口

数据预处理技术清洗

缺失值 · 异常值过滤 · 归一化 · 平滑滤波

特征工程入门特征

时域/频域/统计特征 · FFT · 频谱能量

基于阈值的异常检测阈值

固定/自适应阈值 · 动态调整 · 温度超限

基于统计的异常检测统计

Z-Score · Grubbs · 3σ · IQR箱线图

基于距离的异常检测距离

欧氏/马氏距离 · K近邻 · LOF

ML异常检测(上) 聚类

K-Means · DBSCAN · 孤立森林

ML异常检测(下) 模型

One-Class SVM · 自编码器 · 轻量部署

边缘计算与异常检测边缘

边缘端检测 · 云边协同架构

嵌入式端模型部署部署

INT8/FP16量化 · TFLite Micro · CMSIS-NN

RTOS与任务调度实时

FreeRTOS任务 · 信号量 · 互斥锁 · 看门狗

数据存储与日志管理存储

SD/SPI Flash · 环形缓冲区 · 日志轮转

通信协议基础有线

UART · I2C · SPI · CAN总线

无线通信与远程预警无线

Wi-Fi/蓝牙/LoRaWAN/NB-IoT

MQTT协议与云平台上云

MQTT原理 · 阿里云/华为云/AWS IoT

预警机制设计告警

本地蜂鸣器/LED · 远程短信/APP · 分级

系统可靠性设计可靠

双机热备 · 看门狗 · CRC校验 · 自恢复

低功耗设计策略省电

睡眠唤醒 · 动态调频 · 电源管理 · 电量监测

安全加固基础安全

固件加密 · 安全启动 · 防篡改 · TLS/SSL

实战项目一：智能温度监控项目

DS18B20+阈值+蜂鸣器+OLED

实战项目二：电机振动异常项目

加速度计+FFT+频域特征+远程预警

实战项目三：智能门磁异常项目

霍尔传感器+状态机+低功耗+蓝牙

实战项目四：电流异常检测项目

ACS712+滑动窗口+自适应阈值+MQTT

实战项目五：环境综合监测项目

多传感器+孤立森林+4G Cat.1+云平台

系统测试与调试测试

单元/集成/压力测试 · JTAG/SWD/串口

性能优化与资源管理优化

内存/CPU/查表法/定点数 · 功耗优化

课程总结与未来展望展望

FAQ · 学习路径 · 边缘AI · TinyML未来