(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211140359.X (22)申请日 2022.09.20 (71)申请人 山东浪潮科 学研究院有限公司 地址 250101 山东省济南市历下区高新区 浪潮路10 36号S02号楼 (72)发明人 朱翔宇　李锐　姜凯　魏子重　 (74)专利代理 机构 济南泉城专利商标事务所 37218 专利代理师 李桂存 (51)Int.Cl. G06V 10/774(2022.01) G06V 10/771(2022.01) G06V 10/77(2022.01) G06V 10/764(2022.01) G06V 10/82(2022.01)G06V 20/52(2022.01) G06Q 10/08(2012.01) G06N 3/04(2006.01) (54)发明名称 一种低功耗智能监测管理系统 (57)摘要 本发明提供了一种低功耗智能监测管理系 统， 以实现物品分类管理和实时监测， 包括以下 步骤， 对物品种类的图像数据集进行清洗、 增强 等预处理； 通过自动机器学习进行特征选择、 构 建和提取 以及模型选择、 优化和评估， 以较低的 成本实现高效的模型构建和超参数调整； 再对模 型文件进行格式转换在设备端部署， 同时建立传 感器与轻量化机器学习模型的连接， 降低功耗； 最后通过传感器获取物品图像数据， 利用轻量化 机器学习模型在微控制器上运行并推理物品种 类， 根据结果提供分类管理建议， 并实时监测管 理。 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 CN 115512180 A 2022.12.23 CN 115512180 A 1.一种低功耗智能监测管理系统， 其特 征在于， 包括以下模块： 传感器模块： 根据场景和用户的需求进行相关传感器的部署， 然后将这些传感器与微 控制器进行有 线或者无线的连接， 确保传感器的数据能够 传送到微控制器中； 计算机视觉模块： 处理传感器获取的数据， 该模块进行图像、 视频以及像素视觉内容的 提取和计算， 用于物品的识别、 检测 和分类； AutoML模块： 该模块对图像数据集进行自动化样本处理， 包括数据清洗去除脏数据和 噪声点， 以及数据增强， 防止模型过拟合； 通过自动特征工程根据任务 目标进行特征选择、 特征构建和特征提取； 进 行模型构建， 自动设计神经网络架构， 在确定搜索空间和搜索策略 之后， 通过神经架构搜索找到在待预测的新数据上实现高预测性能的神经网络结构， 确定 模型后进 行超参优化， 对模型的参数 组合进行优化训练， 并进 行模型性能评估， 最 终获得最 优模型； TinyML模块： 通过AutoML模块自动生成最优模型， 得到TensorFlow的模型之后， 利用量 化进行模型的压缩， 可以使用TensorFlow  Lite， 对模型轻量化， 将模型进行二进制格式的 转换， 得到的二进制文件就可以部署到微控制器中； 微控制器模块： 数据到达控制器模块中， 根据得到的输入数据， 部署的AutoML模型和 TinyML模型会根据部署和相关逻辑进行推理， 将推理结果传输给局域网内的监测平台， 为 用户提供物品分类和管理建议， 用户可以通过平台监测物品的分类管理和实时情况； 同时， 传感器传输的数据会传输到平台设备中进行储存， 用户可以查看历史纪录， 也可以利用收 集的数据进行模型的优化。 2.根据权利要求1所述的低功耗智能监测管理系统， 其特征在于， 所述传感器模块包括 视觉传感器， 图像传感器和温度传感器。 3.根据权利要求1所述的低功耗智能监测管理系统， 其特征在于， 所述利用量化进行模 型的压缩使用TensorFl ow Lite。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115512180 A 2一种低功耗 智能监测管理系统 技术领域 [0001]本发明涉及一种低功耗智能监测管理系统， 属于 机器学习技 术领域。 背景技术 [0002]在库存管理、 质量管理的等领域物品分类管理极为重要， 可以更安全地管理和 保 护商品。 不同性质的商品对于仓储环境的要求不一样， 应确定与之适应的管理方法。 同时， 不同物品的价值和重要程度也不同， 因此识别出少数的但对事物起决定作用的关键因素和 多数的但对事物影响较少的次要因素对于降低管理成本和 提高管理效率都起着事倍功半 的效果。 在机器学习步骤中， 特征工程会耗费数据科学家大量的人力去进行特征 的提取和 筛选， 不仅耗费大量的时间， 而且效率也不高， 因此需要自动特征工程来将这些操作自动 化， 节省时间。 同时， 手动修改调参既耗费大量的人力和时间， 同时也难以寻找优化的方向。 发明内容 [0003]本发明目的是提供了一种低功耗智能监测管理系统， 不仅结构牢固不易分离， 而 且施工方便 。 [0004]本发明为实现上述目的， 通过以下技 术方案实现： 传感器模块： 根据场景和用户的需求进行相关传感器的部署， 然后将这些传感器 与微控制器进行有 线或者无线的连接， 确保传感器的数据能够 传送到微控制器中； 计算机视觉模块： 处理传感器获取的数据， 该模块进行图像、 视频以及像素视觉内 容的提取和计算， 用于物品的识别、 检测 和分类； AutoML模块： 该模块对图像数据集进行自动化样本处理， 包括数据清洗去除脏数 据和噪声点， 以及数据增强， 防止模型过拟合； 通过自动特征工程根据任务目标进 行特征选 择、 特征构建和特征提取； 进行模型构建， 自动设计神经网络架构， 在确定搜索空间和搜索 策略之后， 通过神经架构搜索找到在待预测的新数据上实现高预测性能的神经网络结构， 确定模型后进 行超参优化， 对模 型的参数组合进 行优化训练， 并进 行模型性能评估， 最 终获 得最优模型； TinyML模块： 通过AutoML模块自动生成最优模型， 得到TensorFlow的模型之后， 利 用量化进行模型的压缩， 可以使用TensorFlow  Lite， 对模型轻量化， 将模型进行二进制格 式的转换， 得到的二进制文件就可以部署到微控制器中； 微控制器模块： 数据到达控制器模块中， 根据得到的输入数据， 部署的AutoML模型 和TinyML模型会根据部署和相关逻辑进行推理， 将推理结果传输给局域网内的监测平 台， 为用户提供物品分类和管理建议， 用户可以通过平台监测物品的分类管理和实时情况； 同 时， 传感器传输的数据会传输到平台设备中进行储存， 用户可以查看历史纪录， 也可以利用 收集的数据进行模型的优化。 [0005]优选的， 所述传感器模块包括视 觉传感器， 图像传感器和温度传感器。 [0006]优选的， 所述利用量 化进行模型的压缩使用TensorFl ow Lite。说　明　书 1/3 页 3 CN 115512180 A 3