在移动应用程序中集成模糊方法的基于物联网的天气监测系统的实现

这篇论文的标题是《IMPLEMENTATION OF WEATHER MONITORING SYSTEM BASED INTERNET OF THINGS USING INTEGRATED FUZZY METHOD IN MOBILE APPLICATIONS》，作者是 Muhammad Malik Amin，来自 Politeknik Negeri Jakarta 的 D-IV INSTRUMENTASI DAN KONTROL INDUSTRI 部门。以下是论文的主要内容概述：

摘要

• 论文旨在开发一种基于物联网（IoT）的天气监测系统，该系统通过集成模糊逻辑方法在移动应用程序中提供准确、实时的信息。
• 系统使用 NodeMCU ESP8266 微控制器，并结合了风速计、DHT11 和雨滴传感器来测量风速、温度、湿度和雨滴。
• 利用 MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) 协议传输传感器和移动应用程序之间的数据。
• 采用 Mamdani 模糊方法对收集到的数据进行天气状况预测。
• 设计包括防护外壳、电子组件和与 IoT 平台通过 MQTT Panel 集成的用户界面。
• 实施结果显示，该系统在处理传感器数据方面成功率和准确度达到 92%，展现了在天气监测和灵活电池资源使用方面的可靠性和效率。

引言

• 论文介绍了天气对人类生活的重要性，以及快速和极端的天气变化可能带来的风险。
• 论文提出了基于 IoT 的天气监测系统的需求，以及模糊逻辑在处理不确定性数据中的优势。

文献综述

• 论文回顾了相关研究，包括天气监测站、IoT、模糊逻辑、MQTT、微控制器、风速计、DHT11 传感器、雨滴传感器和锂电池。

研究方法

研究方法部分详细描述了如何构建和实现基于物联网（IoT）的天气监测系统，以及如何通过模糊逻辑方法进行数据处理和预测。以下是研究方法的详细步骤和组件：

3.1 研究模型

• 模型构建：研究模型基于物联网架构，包括传感器数据采集、数据传输、数据处理和用户界面显示。
• 系统组件：包括NodeMCU ESP8266微控制器、风速计、DHT11温湿度传感器、雨滴传感器等。

3.2 研究步骤

• 需求分析：确定系统需要监测的天气参数，包括温度、湿度、风速和降雨量。
• 硬件选择：选择合适的传感器和微控制器，确保它们能够准确测量所需的天气参数。
• 软件开发：开发用于数据采集、处理和通过MQTT协议传输的软件。
• 系统集成：将硬件和软件集成到一个完整的系统中，确保所有组件能够协同工作。

3.3 设备设计

• 3.3.1 设备描述：描述了系统的主要组件和它们的功能。
• 3.3.2 设备设计：详细说明了设备的物理设计和布局，包括传感器的位置和微控制器的连接方式。
• 3.3.3 系统图：提供了系统组件的连接图，展示了数据如何从传感器流向微控制器，再通过网络传输到云平台。
• 3.3.4 设备规格：列出了所有硬件组件的规格，包括技术参数和性能指标。
• 3.3.5 工作流程：描述了设备的工作流程，包括数据采集、处理和传输的步骤。
• 3.3.6 模糊逻辑的隶属函数：详细描述了用于天气状况预测的模糊逻辑隶属函数和规则。

3.4 设备实现

• 3.4.1 MQTT Panel 通信系统：实现了一个基于MQTT协议的通信系统，用于传感器数据的传输和接收。
• 3.4.2 移动应用程序界面：开发了一个移动应用程序界面，用户可以通过它实时查看天气数据和预测结果。

这部分的研究方法论展示了如何通过结合硬件和软件技术，构建一个能够实时监测和预测天气状况的物联网系统。通过模糊逻辑的应用，系统能够处理不确定性数据，并提供准确的天气预测。

数据和讨论

• 论文展示了设备测试的时间和地点、设备和材料的准备，以及两次测试的结果。

结论

• 论文总结了项目成功实施了 IoT 技术以监测天气条件，并使用 MQTT 协议将传感器数据实时传输到云平台。
• 模糊逻辑方法用于处理传感器数据，提供基于预定义模糊规则的天气预测。
• 系统在两天的测试中显示出 92% 的成功率，并在电池资源使用上表现出高效性。
• 论文还提出了对系统设计进一步改进的建议。

参考文献

• 论文列出了用于研究和撰写论文的参考文献。

附录

• 论文包括作者的简历、ESP-32 程序代码、移动应用程序的显示界面、硬件设计和实时设备测试的文档。

论文的核心贡献在于开发了一个集成了模糊逻辑的天气监测系统，该系统能够通过 IoT 技术实时监测和预测天气状况，并通过移动应用程序向用户提供信息。