基于大數(shù)據(jù)聚類的用戶畫像提取與智能推送系統(tǒng)

薛曉璇

（西安職業(yè)技術學院經(jīng)濟管理學院，陜西西安 710077）

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的快速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)信息數(shù)量在迅速增長，以前，網(wǎng)絡用戶從互聯(lián)網(wǎng)上搜索與內(nèi)容相關的信息，而現(xiàn)在網(wǎng)絡用戶根據(jù)自己的實際需求搜索自己需要的信息，但是從互聯(lián)網(wǎng)的海量信息中獲取最新的、滿足網(wǎng)絡用戶需求的信息較為困難，是目前需要解決的問題之一[1-2]。用戶畫像是指網(wǎng)絡用戶在瀏覽網(wǎng)站時會留下多種網(wǎng)絡數(shù)據(jù)，被互聯(lián)網(wǎng)自動識別并收集，例如網(wǎng)絡用戶的喜好、生活習慣、工作職業(yè)、消費水平等信息，網(wǎng)絡平臺會針對網(wǎng)絡用戶個人的信息選擇有效的信息數(shù)據(jù)作為標簽，然后根據(jù)做成的標簽信息構建屬于網(wǎng)絡用戶個人的抽象模型[3]。各大公司可以根據(jù)網(wǎng)絡用戶的需求、生活習慣等對用戶進行有針對性的推薦，如何有效地利用用戶畫像向用戶進行推送，是目前研究的方向。

該文根據(jù)以上有關用戶畫像推薦系統(tǒng)出現(xiàn)的問題，設計了基于大數(shù)據(jù)聚類的用戶畫像提取與智能推送系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用了大數(shù)據(jù)聚類的技術，合理構建用戶畫像，構建自動推送模型，從而根據(jù)網(wǎng)絡用戶個人的喜好、需求，進行有針對性的智能推送，提高推送信息的效率。

1 系統(tǒng)硬件設計

1.1 電源電路設計

基于大數(shù)據(jù)聚類的用戶畫像提取與智能推送系統(tǒng)的電源電路，必須能快速、有效地調整單片機的轉速，進而使智能推送系統(tǒng)更具有可靠性與實時性，在具體設計時需要采用單極性可逆脈沖調制來控制推送系統(tǒng)的電源電路，該電路的優(yōu)點是電路運行可靠性高，不用添加其他電路，開關頻率高[4-5]。該電源電路的芯片選用TD 公司生產(chǎn)的ST264，該芯片是一種驅動芯片，具有較強的智能控制能力，驅動芯片最大輸出電流為40 A，工作電壓最高達到60 V，芯片內(nèi)部設有特殊裝置，能夠高效地保護電路，例如欠壓、欠流、線損等，對電源電路控制較簡單、靈敏。為了使電源電路更加穩(wěn)定，需要降低電流的損耗，提高電源的輸出電壓，所以采用0.1 Ω的電阻，用驅動芯片放大電阻兩端的輸入電壓，共模輸出電壓為1.8～3.3 V，驅動輸出電流為10 mA，工作電壓為20～40 V，電路需要具有良好的開關特性，電路中的功率管在工作時功耗較小，工作電壓最高為60 V，輸出的直流電流最高為150 A，為了使電源電路更快地實現(xiàn)串口通信，需要在電源電路中加入電平轉換芯片[6-7]。

該文設計的電源電路如圖1 所示。

1.2 單片機設計

基于大數(shù)據(jù)聚類的用戶畫像提取與智能推送系統(tǒng)的單片機芯片選用三星公司推出的SFI16F3365，該芯片專門針對智能推送控制，具有良好的控制能力與A/D 電平轉換能力，該文設計的單片機與市場同類單片機相比，具有較多的優(yōu)勢：具有6 對互補輸出的功率控制模塊、采樣速度最高達到305 次每秒、12 位A/D 轉換器、輸出電流最高達40 mA，其次還具有較好的功耗管理方式、高效的振蕩器構造[8-10]。單片機結構如圖2 所示。

圖2 單片機結構

單片機整個構造由蓄電池供電，由推送系統(tǒng)的電源電路轉換后，傳感器的采樣信號被送到單片機的輸出端口，單片機根據(jù)驅動特性以及大數(shù)據(jù)聚類算法對傳感器采集的數(shù)據(jù)進行分析處理，進而確定單片機工作電流的方向與大小，單片機通過采集器傳輸?shù)碾娫纯刂泼钌刹蓸有盘枺盘柾ㄟ^單片機的外圍電路控制單片機的正常工作，在單片機的外圍電路上設置電壓傳感器，傳感器將單片機的輸出電流傳輸?shù)街悄芡扑拖到y(tǒng)的采集器，采集器對電源電路實行開關閉環(huán)管理，如果智能推送系統(tǒng)在工作時出現(xiàn)異常，單片機的警示燈將進行報警提示[11-12]。

1.3 采集器設計

基于大數(shù)據(jù)聚類的用戶畫像提取與智能推送系統(tǒng)的采集器主要由信號轉換器、采集器外圍電路兩部分組成，信號轉換器主要完成采樣信號的輸入、放大，將轉換完成的采樣信號處理后輸入到采集器的驅動芯片中，該種信號轉換器包括兩路采集通道，1路低頻通道與3 路高頻通道相連，2 路高頻通道與4 路低頻通道相連，3 路高頻通道可以傳輸40～60 kHz 頻段的采樣信號，4 路低頻通道主要傳輸100～400 kHz頻段的采樣信號，各個通道具有相位一致性的特點。信號轉換器的低頻通道傳輸完成差分過的差分信號，2 路高頻通道不需要為信號轉換器傳輸差分信號，A/D 轉換器與采集器的外圍電路底板相連[13-15]。采集器結構如圖3 所示。

圖3 采集器結構

采集器的外圍電路選用的核心芯片為SIMENSA公司生產(chǎn)的最新系列芯片SIC1286，該芯片可以處理采集器采集的信號數(shù)據(jù)，對其進行控制、傳輸并保存，外圍電路的電路板主要提供外圍電路所需要的電源，把信號轉換器以及采樣數(shù)據(jù)進行并列保存、連接，為轉換器的串口通信提供輸入接口。采集器的外圍電路也可以完成采樣信號的轉換，外圍電路芯片可支持的最高采樣頻率為256 kHz，支持的最低采樣頻率為64 kHz，中心頻率為2～30 kHz，采集器整體接收輸入信號的方式設計為差分方式，方便對采樣數(shù)據(jù)的采集與處理。

1.4 微處理器設計

微處理器主要完成數(shù)據(jù)的處理、存儲和控制，微處理器的芯片選用ST 公司生產(chǎn)的最新芯片SD6528，微處理器設有網(wǎng)口、USB 以及通信串口接口，通過與無線電設備的連接，實現(xiàn)對采集器采集數(shù)據(jù)的預處理，此外，微處理器處理數(shù)據(jù)的速度由芯片管腳的數(shù)量決定，該文設計的微處理器電路如圖4 所 示[16]。

圖4 微處理器電路圖

2 系統(tǒng)軟件設計

該文設計的基于大數(shù)據(jù)聚類的用戶畫像提取與智能推送系統(tǒng)采用了大數(shù)據(jù)聚類技術，聚類在信息數(shù)據(jù)挖掘中應用較為廣泛，大數(shù)據(jù)聚類可以有效細分網(wǎng)絡用戶，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡中的可靠信息，搜索網(wǎng)絡信息中的重要數(shù)據(jù)。在傳統(tǒng)聚類方法中，聚類提出的假設可以一次性嵌入網(wǎng)絡數(shù)據(jù)信息中，現(xiàn)在的聚類算法通常屬于迭代型算法，下一步驟的計算需要使用上一步驟計算出來的數(shù)據(jù)結果。隨著互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)信息迅速增長，計算機的容量與計算能力無法滿足網(wǎng)絡用戶對海量數(shù)據(jù)的計算需求，需要網(wǎng)絡平臺采用分布式算法對用戶需要的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)進行并行處理。該文采用大數(shù)據(jù)聚類技術主要因為大數(shù)據(jù)可以包含網(wǎng)絡海量信息的結構化數(shù)據(jù)，對用戶的信息需求，可以有針對性地進行分析預處理，根據(jù)用戶的消費行為、瀏覽喜好、生活習慣等進行有效的智能推送，對用戶需要的網(wǎng)絡非結構化數(shù)據(jù)以及無結構化數(shù)據(jù)能夠較快處理，且存儲網(wǎng)絡信息數(shù)據(jù)的容量非常巨大。

按照用戶喜歡的類型給用戶推送內(nèi)容，是基于大數(shù)據(jù)聚類的用戶畫像提取與智能推送系統(tǒng)運行的主要目的，智能推送的流程如圖5 所示。

圖5 智能推送流程

首先對用戶喜好的數(shù)據(jù)進行采集與處理。采集用戶的消費行為、瀏覽網(wǎng)站或者生活習慣等行為數(shù)據(jù)，將這些行為數(shù)據(jù)作為系統(tǒng)軟件分析的數(shù)據(jù)，用戶通過自己安裝的瀏覽器軟件瀏覽網(wǎng)站的相關內(nèi)容，企業(yè)根據(jù)網(wǎng)絡平臺上傳輸?shù)挠脩粜袨閿?shù)據(jù)，按照推送的方式反映給用戶，用戶根據(jù)系統(tǒng)軟件提供的相關信息，進行選擇性地瀏覽以及購買。用戶被網(wǎng)絡平臺采集的數(shù)據(jù)信息多種多樣，包括用戶的性別、職業(yè)、生活習慣、地理位置、年齡等，網(wǎng)絡將這些信息數(shù)據(jù)統(tǒng)一封包整理，匯總到系統(tǒng)軟件的服務器，通過數(shù)據(jù)集成、清洗、變換、簡化4 種預處理數(shù)據(jù)的方式對這些用戶數(shù)據(jù)進行處理。

然后整理用戶數(shù)據(jù)做成標簽。標簽類似一種特殊符號，整理用戶畫像，用戶的行為數(shù)據(jù)被采集完成后，匯總到對應的標簽中，用戶標簽包含用戶位置標簽、習慣標簽、興趣愛好標簽等。

最后系統(tǒng)軟件對用戶實現(xiàn)個性化推送。對用戶個人數(shù)據(jù)采集并處理完后，做成標簽，根據(jù)用戶標簽準確預測用戶的個人需求，在數(shù)據(jù)庫中為用戶推送感興趣的內(nèi)容，實現(xiàn)個性化用戶推送。

3 實驗研究

為了驗證該文提出的基于大數(shù)據(jù)聚類的用戶畫像提取與智能推送系統(tǒng)的有效性，與傳統(tǒng)系統(tǒng)進行實驗對比。得到的提取時間實驗結果如表1 所示。

表1 提取時間實驗結果

推送準確率如圖6 所示。

圖6 推送準確率實驗結果

該文設計的基于大數(shù)據(jù)聚類的用戶畫像提取與智能推送系統(tǒng)，采用了大數(shù)據(jù)聚類技術，有效地將用戶行為數(shù)據(jù)統(tǒng)一地整理并進行處理，提高了整理用戶行為數(shù)據(jù)的速度，時效性較強。智能推送系統(tǒng)的硬件包括電源電路、采集器、微處理器與單片機，各種硬件分工合作，使智能推送系統(tǒng)較容易地實現(xiàn)，提高了基于大數(shù)據(jù)聚類的用戶畫像提取與智能推送系統(tǒng)的安全性與可靠性，對用戶畫像進行有針對性的采集、分析與處理，并做成對應的標簽信息，標簽信息可以包括用戶的位置、性別、年齡等數(shù)據(jù)，使推送給用戶的個性化信息內(nèi)容更具有針對性與準確性，能更準確地預測用戶的行為愛好與生活習慣，為用戶提供更滿意的個性化服務，采用軟硬件的環(huán)境，突出了個性化服務對用戶的重要性，使基于大數(shù)據(jù)聚類的用戶畫像提取與智能推送系統(tǒng)更具特色[17]。

4 結束語

該文基于大數(shù)據(jù)聚類設計了用戶畫像提取與智能推送系統(tǒng)，通過互聯(lián)網(wǎng)建立用戶畫像與標簽體系，通過采集用戶行為數(shù)據(jù)，利用大數(shù)據(jù)聚類將行為數(shù)據(jù)進行分類并做成對應的標簽，提高了用戶行為數(shù)據(jù)的整合性。根據(jù)用戶的習慣愛好，預測用戶可能喜好的網(wǎng)絡信息內(nèi)容，提高了智能推送系統(tǒng)的工作效率，使系統(tǒng)更具有準確性與可靠性。軟硬件的設計環(huán)境，使推送系統(tǒng)更具安全性，根據(jù)用戶已經(jīng)安裝的系統(tǒng)軟件，建立可以實現(xiàn)網(wǎng)絡信息提取與智能發(fā)送的模型，使系統(tǒng)的個性化推送內(nèi)容更周到、全面、細致，用戶對智能發(fā)送的滿意度最高，進而可以更好地為有需求的用戶進行畫像。