[發明專利]一種基于物聯網的植物數據采集系統

在審

• 申請號: 202010166534.7
• 申請日: 2020-03-11
• 公開（公告）號: CN111262950A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 孫高然
• 申請（專利權）人: 天津岸杉智能科技發展有限公司
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;G08C19/00;G01N33/00
• 代理公司: 天津市新天方專利代理有限責任公司 12104
• 代理人: 王偉

本發明是一種基于物聯網的植物數據采集系統，包括邊緣數據處理系統、單株植物容器數據采集系統、標簽管理系統、本地通訊系統、云端管理系統和上位機數據管理系統，經邊緣數據處理系統處理后再將數據傳遞給本地通訊系統，本地通訊系統再將數據傳遞給上位機數據管理系統，上位機數據管理系統再將數據傳遞給互聯網，云端管理系統通過互聯網對數據進行儲存和備份。有線與無線通訊結合，在保證物聯網系統功能完整性的同時，盡可能降低系統成本，增大網絡密度和承載；以單株植物為數據采集單位，以最高精度反應種植區域的植物生長情況，填補領域空白，使對生長環境需求不同的植物在一起種植成為可能。

技術領域

本發明涉及物聯網技術領域，尤其涉及一種基于物聯網的植物數據采集系統。

背景技術

智慧農業與智慧環境日益發展，不少應用場景需要對單株植物進行數據采集。目前市面上基于物聯網的傳感器網絡多只能對一片區域內的植物進行集體數據收集。對于大面積植物的單株數據采集與分析目前屬于空白領域。

發明內容

本發明旨在解決現有技術的不足，而提供一種基于物聯網的植物數據采集系統。

本發明為實現上述目的，采用以下技術方案：一種基于物聯網的植物數據采集系統，包括邊緣數據處理系統、單株植物容器數據采集系統、標簽管理系統、本地通訊系統、云端管理系統和上位機數據管理系統，單株植物容器數據采集系統和標簽管理系統將數據傳遞給邊緣數據處理系統，經邊緣數據處理系統處理后再將數據傳遞給本地通訊系統，本地通訊系統再將數據傳遞給上位機數據管理系統，數據經過上位機數據管理系統的進一步處理后，上位機數據管理系統再通過互聯網，將數據傳遞給云端管理系統。

邊緣數據處理系統包括預處理模塊、節點存儲模塊、節點指示模塊、邊緣數據分析模塊和邊緣參考數據模型，預處理模塊對單株植物容器數據采集系統采集到的數據進行處理，且將處理后的數據傳輸給邊緣數據分析模塊和節點存儲模塊，節點存儲模塊用于數據的存儲，便于上位機數據管理系統通過本地通訊系統對數據進行調用，邊緣參考數據模型將待參考的數據傳送給邊緣數據分析模塊，邊緣數據分析模塊將預處理模塊處理后的數據與邊緣參考數據模型提供的待參考數據進行比較和分析，并將分析結果傳送給節點存儲模塊和節點指示模塊。

預處理模塊對單株植物容器數據采集系統采集到的數據進行三級緩沖處理，三級緩沖處理如下：

第一級緩沖：

數據采集系統以40微秒為間隔進行采樣，第一級緩沖以2ms時間數據為目標為每一傳感器建立原始數據存儲緩沖，緩沖池存滿時處理器對緩沖池內數據進行一級處理。

設數據樣本總數為N，數據總和為S。上一測量周期第二級結果為r₂。

則均值

每一樣本均值差

由云端通過本地上位機提供的邊緣數據參考模型ERM(Edge Reference Model)提供若干參考量，初級高頻噪聲差閾值比p₀；

則差閾值

丟棄所有d_th0＞d樣本后，樣本數為N'，均值

ERM提供一級緩沖校準權重k₀

則一級最優值為

最優值進入第二級緩沖。

第二級緩沖：

以100ms時間數據為目標。與第一級緩沖通過同樣的方法計算出去除中頻噪聲，提供給第三級緩沖。

第三級緩沖：