傳感器是一條紐帶，它將數(shù)字世界和物理世界迷人地連接在一起。但是，要獲得有價(jià)值的可用數(shù)據(jù)并非易事。實(shí)際上，許多剛剛進(jìn)入物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的設(shè)計(jì)人員都對(duì)傳感器數(shù)據(jù)的混亂沒(méi)有足夠的心理預(yù)期。
引導(dǎo)客戶相信，他們看到的大量“錯(cuò)誤”數(shù)據(jù)并不是因?yàn)閭鞲衅鞅旧沓隽斯收希蔀槲锫?lián)網(wǎng)運(yùn)動(dòng)傳感器公司MbientLab的日常工作。之所以數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，是因?yàn)榧闪诉@些傳感器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中缺少一些進(jìn)行數(shù)據(jù)清理的關(guān)鍵步驟。
必須正確理解通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)訓(xùn)練物聯(lián)網(wǎng)的難度。“多年來(lái)，工具和硬件都取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，但是，對(duì)于數(shù)據(jù)處理的基本理解仍然沒(méi)有多少改進(jìn)。
要搞清楚干凈數(shù)據(jù)和臟數(shù)據(jù)之間的區(qū)別，很重要的一點(diǎn)是，看看數(shù)據(jù)是如何從A點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn)的。
概括來(lái)說(shuō)，傳感器的原始數(shù)據(jù)需要進(jìn)行后端處理。基礎(chǔ)傳感器將原始信號(hào)從一種形式的能量轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)或者數(shù)字信號(hào)，可能需要施加外部電源，也可能不需要。最初的原始轉(zhuǎn)換來(lái)源于現(xiàn)實(shí)世界的模擬信號(hào)：力、熱、光、磁、聲音。經(jīng)過(guò)傳感器轉(zhuǎn)換后，沿著傳感器內(nèi)部或者印刷電路板上的信號(hào)路徑繼續(xù)前行，如果有需要，模擬信號(hào)可以經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)、放大環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。然后，將數(shù)據(jù)發(fā)送到微處理器或者其它類(lèi)型的計(jì)算單元中，通過(guò)算法進(jìn)一步過(guò)濾噪聲，并以應(yīng)用所需要的方式提取相關(guān)信息。
計(jì)算體系架構(gòu)剛剛開(kāi)始著手研究怎么有效地進(jìn)行這種數(shù)據(jù)處理，有些數(shù)據(jù)需要在邊緣設(shè)備上進(jìn)行預(yù)處理，其它數(shù)據(jù)則發(fā)送到更強(qiáng)大的服務(wù)器中進(jìn)行清理。
“邊緣計(jì)算將發(fā)揮巨大作用，”“基礎(chǔ)構(gòu)建模塊都有了，我們現(xiàn)在需要弄清楚，怎么有效地移動(dòng)任意格式的傳感器數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)移動(dòng)過(guò)程中涉及的內(nèi)存層次結(jié)構(gòu)如何設(shè)計(jì)，以使得可以實(shí)現(xiàn)最佳計(jì)算性能。一句話，就是如何提高傳感器數(shù)據(jù)的計(jì)算效率。
一個(gè)傳感器的例子
有些操作需要基于那些用來(lái)鑒別一段時(shí)間內(nèi)趨勢(shì)的數(shù)據(jù)立即進(jìn)行動(dòng)作，這類(lèi)數(shù)據(jù)的提取非常關(guān)鍵，此外，清除已經(jīng)喪失了價(jià)值的數(shù)據(jù)也很重要。考慮到存在多種類(lèi)型的這種數(shù)據(jù)，而且有些情況下，需要多種數(shù)據(jù)類(lèi)型來(lái)建模物理世界或判斷某人是否應(yīng)該立即進(jìn)行醫(yī)療急救，這種數(shù)據(jù)提取和清除工作更加艱難了。
數(shù)據(jù)也可能一開(kāi)始是干凈的，但是經(jīng)過(guò)更新或者病毒入侵后變臟了。
“在全球范圍內(nèi)，所有組件都需要盡可能安全，因此您希望從硬件中建立信任。組件安全啟動(dòng)后，通信數(shù)據(jù)本身就已經(jīng)具備了某種程度的可信度。但是，有的系統(tǒng)也可能存在不安全的未知組件，這就需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行入侵檢測(cè)和軟件分析，以查看數(shù)據(jù)和組件是否存在任何損壞。在汽車(chē)中，我們希望檢測(cè)出那些給出異常或奇怪?jǐn)?shù)據(jù)的部件，這不僅是組件安全問(wèn)題，還涉及到人身安全。”
臟數(shù)據(jù)肯定要清理掉，但是它在哪里變臟的以及是如何變臟的，決定了下一步采取的行動(dòng)。是不是傳感器本身產(chǎn)生了臟數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)人員需要一開(kāi)始就考慮到這一點(diǎn)。“解決傳感器問(wèn)題需要大量的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，” “它需要設(shè)計(jì)人員在硬件層面了解傳感器，理解從傳感器中提取的數(shù)據(jù)，具備軟件(算法)開(kāi)發(fā)的經(jīng)驗(yàn)。”