模擬生成一天溫度數據，精確到秒

本文轉載自查看原文 2017-04-22 12:49 1646 其它/ 數據處理

需求來源：

　　做一套養殖過程管理的系統，有養殖環境數據采集功能，硬件不到位，需要給相關LD演示，要求數據盡量真實。這就需要模擬生成一天的溫度數據。

解決方案1：

　　指定范圍隨機數溫度生成

結果就是這樣了。。。太假。。。

解決方案2：

　　　　代碼連續隨機數生成：

        $wd_arr = array();	// 溫度
//-------------溫度--------------
	// 生成連續的溫度隨機數
	$wd_start = 21.6;
	$MAX_WD = 22.6;	//最高溫度22.6
	$MIN_WD = 7.1;	// 最低溫度7.1
	$START_OFFSET_WD = 5*60*2; // 從5點開始
	$WD_diff = $MAX_WD - $MIN_WD;	// 溫度差
	$WD_change_prob = 0.1; // 溫度變化概率
	
	// 模擬一天的氣溫，2880為每半分鍾采集一次
	$wd_arr[$START_OFFSET_WD] = $MIN_WD;
	$wd_inte1 = getRandFW( (14-5)*60*2, $WD_diff ); // 第一段的區間
	$wd_inte2 = getRandFW( (21-14)*60*2, $WD_diff * 0.9 ); // 第二段的區間
	$wd_inte3 = getRandFW( (24-21 + 5)*60*2, $WD_diff * 0.1 ); // 第三段的區間

// 模擬生成數據
	for($i=1; $i<=24*60*2; $i++){
		
		// ----------- 溫度 -------------
		// 5~14點，90%概率溫度不變, 10%概率溫度增加  
		if($START_OFFSET_WD + $i < 14*60*2 && $START_OFFSET_WD + $i > 5*60*2) {
			
			$is_change = false;
			$rd = mt_rand(1,100);
			if($rd<=100 * $WD_change_prob) {
				$is_change = true;
			}

			// 升溫
			$rd = 0;
			if($is_change) {
				//每次增加的溫度是[0.007 ~ 0.28]*100 四舍五入 再 除以100后的隨機數
				//$rd = mt_rand(7,280);
				//$rd = round ($rd / 10)/100;	// 除以10然后四舍五入

				//$inte = getRandFW( (14-5)*60*2, $WD_diff );
				$rd = mt_rand($wd_inte1['start'], $wd_inte1['end']);
				$rd = round(round ($rd / 10)/100,2);
			}

			$wd_arr[$START_OFFSET_WD + $i] = $wd_arr[$START_OFFSET_WD + $i - 1] + $rd;

		} else if ( ($START_OFFSET_WD + $i > 14*60*2) && ($START_OFFSET_WD + $i < 21*60*2) ) { // 14點以后21點之前，降低溫度差的90%

			$is_change = false;
			$rd = mt_rand(1,100);
			if($rd<=100 * $WD_change_prob) {
				$is_change = true;
			}

			// 降溫
			$rd = 0;
			if($is_change) {
				//$inte = getRandFW( (21-14)*60*2, $WD_diff * 0.9 );
				$rd = mt_rand($wd_inte2['start'], $wd_inte2['end']);
				$rd = round(round ($rd / 10)/100,2);
			}

			$wd_arr[$START_OFFSET_WD + $i] = $wd_arr[$START_OFFSET_WD + $i - 1] - $rd;

		} else {  // 21點之后，5點之前，降低溫度差的10%
			
			$is_change = false;
			$rd = mt_rand(1,100);
			if($rd<=100 * $WD_change_prob) {
				$is_change = true;
			}

			$index = $START_OFFSET_WD + $i;
			$index > 24*60*2 ? $index-=(24*60*2+1) : $index=$index;

			// 降溫
			$rd = 0;
			if($is_change) {
				//$inte = getRandFW( (24-21 + 5)*60*2, $WD_diff * 0.1 );
				$rd = mt_rand($wd_inte3['start'], $wd_inte3['end']);
				$rd = round(round ($rd / 10)/100,2);
			}

			// 大於2880
			$index = $START_OFFSET_WD + $i;
			$index > 24*60*2 ? $index-=(24*60*2+1) : $index=$index;
			//echo $index." --- ";
			$index != 0 ? $wd_arr[$index] = $wd_arr[$index-1] - $rd : $wd_arr[$index] = $wd_arr[24*60*2] - $rd;
			//echo $wd_arr[$index]."<br />";
			//$wd_arr[$index] = $wd_arr[$index-1] + $rd;

		}


date_default_timezone_set('PRC'); 
	for($i=0; $i<24*60*2; $i++ ) {

		$nowDatestep = strtotime(date("Y-m-d",time()));
		$nowtimestep = ( (intval($i/(2*60)))*3600 + (($i-($i%2==0?0:1))/2 - (intval($i/(2*60)))*60)*60 + ($i%2==0 ? 0:30) );
		$newdatetimestep = $nowDatestep + $nowtimestep;
		$nowformatTime = (intval($i/(2*60))).':'.(($i-($i%2==0?0:1))/2 - (intval($i/(2*60)))*60).':'.($i%2==0?'00':'30');


		// echo $newdatetimestep .'  '. $nowformatTime. ' ' . $wd_arr[$i]. ' ' . $sd_arr[$i]. ' ' . $gz_arr[$i]. ' ' . $aq_arr[$i]. ' ' . $yhqt_arr[$i].'<br>';

		echo $newdatetimestep .'  '. $nowformatTime. ' ' . $wd_arr[$i].  '<br>';

		//echo " ".( (intval($i/(2*60)))*3600 + (($i-($i%2==0?0:1))/2 - (intval($i/(2*60)))*60)*60 + ($i%2==0 ? 0:30) )."    ".(intval($i/(2*60))).':'.(($i-($i%2==0?0:1))/2 - (intval($i/(2*60)))*60).':'.($i%2==0?'00':'30')."    ".$wd_arr[$i].'<br>';
		//echo $i.'---'.$wd_arr[$i].'<br>';
	}

/*
	 * 根據溫度差和時間范圍確定變化率和范圍
	 * @ 時間差
	 * @ 溫度差
	 *
	 */
	function getRandFW($Time_diff, $WD_diff){
		
		// 10%的時間里溫度在降
		$bl = round( ($WD_diff / ( $Time_diff * 0.1 ) ) * 2 * 1000 );

		// 獲得個位數然后
		$inte['start'] = ($bl % 10);

		// 獲得除了個位后的數
		$inte['end'] = $bl - ($bl % 10);
		
		return $inte;
	}

　　效果也不盡如人意。。。

解決方案3：

　　　　使用真實離散溫度 -》生成平滑曲線 -》生成秒級數據

　　　　第一步：去中國天氣網找當地附近一天的真實溫度數據，可惜只有24小時，溫度值還是整數。。。還是整數。。。還是整數。。。