基于边缘计算的温室控制系统研究
温室产业是农业生产中不可缺少的生产方式,随着物联网技术普及,农业生产领域也逐渐成为了物联网技术的重要应用领域之一。在万物互联的背景下,农业生产也迎来了数据的爆发性增长,同时带来了更高的数据计算和数据传输带宽需求,单纯的云计算难以满足当前的原始数据计算需求和存储需求,因此,需要研究边缘计算在温室中的应用。按照研究的基本思路,围绕着云计算负载和传输带宽等问题,以基于边缘计算的温室控制系统作为研究目标开展了如下工作:（1）重点探讨云端和边缘计算之间的关系以及云端和边缘端各自的任务,按照云端与边缘端部分进行分析,并设计引用边缘计算设计控制系统总体架构。以温室作为应用场景,研究了基于边缘计算的温室控制系统总体架构,归纳应用场景的限制和特点,同时对温室控制系统所需要的技术进行了必要的研究和梳理。在云端计算和边缘计算的联合工作模式下,如何引入边缘计算。（2）系统硬件总体设计。本设计数据采集和控制节点由STM32F103ZET6最小系统板来实现,实现温室环境相关的温湿度、光照度、二氧化碳浓度等关键因素采集,并采集的数据上传到边缘计算支撑平台上。（3）支撑平台服务流程设计。在支撑平台上确定了边缘计算控制功能的基本需求和控制流程之后,在平台上进行对控制系统的处理流程设计。首先按照硬件设备具备的功能进行总体的物理模型,驱动,边缘节点等等边缘体系结构设计,然后针对边缘计算平台情境完成具体的平台部署问题。（4）硬件与支撑平台测试。通过研究基于边缘计算的温室控制系统确保温室控制系统功能的全面与高效。系统最终运行结果表明系统工作稳定可靠,有效完成对温室环境的实时监管。根据实验数据算出温度,湿度,光照度,二氧化碳浓度与温室原配监测系统相比估测误差分别为0.5℃～1℃、0.3%～1%、24lux～50lux、11.2.5ppm～25ppm,系统具有实用性和推广价值。
- 作者：
- 米合日阿依·阿卜力克木
- 学位授予单位：
- 塔里木大学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2021年
- 导师姓名：
- 孟洪兵
- 中图分类号：
- TP273；S625.3
- 关键词：
- 物联网；边缘计算；云计算；温室控制系统
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