这篇论文的标题是《Node-RED and IoT Analytics: A Real-Time Data Processing and Visualization Platform》,发表在《Tech-Sphere Journal of Pure and Applied Sciences (TSJPAS)》2024年第一期上。论文主要探讨了Node-RED和物联网分析在物联网(IoT)实时数据处理和可视化方面的集成应用。以下是论文的主要内容概述:

  1. 摘要

    • 论文讨论了物联网(IoT)中由传感器和设备实时生成的大量数据,以及这些数据的复杂性和规模带来的处理和分析挑战。
    • 研究了Node-RED(一种开源可视化编程工具)和物联网分析技术的集成,以简化IoT应用的开发,并提供实时数据处理和可视化。
    • 通过一个工业物联网系统的案例研究,展示了Node-RED和物联网分析集成方法的有效性,这种方法减少了开发时间和复杂性,同时提供了灵活和可扩展的解决方案。
  2. 引言

    • 论文介绍了物联网(IoT)如何改变我们与技术的互动方式,并在多个领域产生影响。
    • 强调了处理和分析大量IoT数据的挑战,并提出了Node-RED作为一种简化IoT应用开发的开源工具。
  3. Node-RED概述

    • Node-RED是一个使用基于流的编程模型的开源工具,它通过连接代表不同功能的节点来创建IoT应用。
    • 讨论了Node-RED的易用性、支持的协议和数据格式,以及其丰富的预构建节点库。
  4. 物联网分析

    • 描述了物联网分析技术,包括数据清洗、转换、丰富以及机器学习、预测分析和异常检测等分析方法。
    • 强调了处理IoT数据的挑战,如数据量巨大、数据格式多样等。
  5. 物联网分析相关研究

    • 论文引用了几篇相关研究,涉及使用MQTT协议和Node-RED监测氡气、使用向量符号架构(VSA)在Node-RED中编排IoT工作流、在Node-RED中实现监控和控制工业过程的SCADA方法等。
  6. 目标和贡献

    • 论文的目标是展示Node-RED在设计和实现低成本、实时数据处理和可视化IoT平台方面的能力。
  7. 提出的系统架构

    • 描述了基于Raspberry Pi 4构建的原型系统,包括使用的硬件设备如ESP32模块、BME280模块等。
  8. 系统组件和规格

    • 详细介绍了构建原型系统所使用的各种组件,包括硬件平台和软件平台。
  9. 传感器设置、通信和Node-RED流程

    • 描述了BME280模块如何感知环境,并由ESP32模块无线传输数据,以及Node-RED如何作为MQTT代理进行数据处理和可视化。
  10. 处理MQTT事件

    • 讨论了如何处理MQTT事件,包括安装MQTT代理节点、配置MQTT代理节点、创建JavaScript函数节点、设置仪表板节点和连接节点。
  11. Node-RED Web仪表板

    • 描述了如何通过Node-RED web界面仪表板在智能手机和计算机上实时分析和可视化传感器数据。
  12. 讨论

    • 论文讨论了Node-RED和物联网分析集成的实时数据处理和可视化方法的有效性。
  13. 结论和未来工作

    • 总结了研究成果,并提出了未来工作的方向,如集成机器学习算法进行预测分析,以及通过云架构提高系统的可扩展性。
  14. 利益冲突和资金

    • 作者声明没有利益冲突,并且这项研究没有外部资金支持。
  15. 参考文献

    • 列出了论文引用的相关文献。

论文通过案例研究和实验验证了Node-RED和物联网分析在实时数据处理和可视化方面的有效性,并探讨了这些技术在智能家庭自动化、工业控制系统和环境监测等领域的应用潜力。

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