[發明專利]一種智能植物工廠環境下名優花卉及藥用植物栽培的霧計算監控技術

有效

• 申請號: 202010552281.7
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN111726407B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 陳垣毅;鄭增威;周銘煊;霍梅梅;陳丹;蔡建平
• 申請（專利權）人: 浙大城市學院
• 主分類號: H04Q9/00
• 分類號: H04Q9/00;H04L67/12;H04W4/38;H04W4/80;H04W84/18;G16Y10/05;G16Y20/10;G16Y40/20
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 張羽振

1.一種智能植物工廠環境下名優花卉及藥用植物栽培工廠監控系統的霧計算監控技術，監控系統包括：植物工廠數據采集模塊、霧采集模塊、云存儲模塊和監視系統可視化模塊；所述植物工廠數據采集模塊通過WiFi或藍牙連接霧采集模塊進行數據傳輸，所述霧采集模塊上傳數據至云存儲模塊，所述監視系統可視化模塊從云存儲模塊讀取數據；其特征在于，霧計算監控技術包括如下步驟：

步驟1、搭建傳感網絡，對植物工廠進行區域劃分，為每個本地霧計算設備劃分監控區域，植物工廠數據采集模塊在每個區域部署若干本地設備進行傳感數據的采集；將采集的傳感數據上傳至霧采集模塊；

步驟2、每臺本地設備采集到傳感數據之后，在本地通過輕量級的數據規模估計模型估計后續的數據規模來調整轉發量，同時通過本地的自適應采樣模型和自適應濾波模型對傳感數據進行處理，最后通過轉發設備按調整后的轉發量向云服務器轉發處理后的傳感數據；

步驟2.1、依據傳感數據規模通過概率指數加權移動平均值模型和趨勢檢測估計后續數據規模，在線更新概率指數加權移動平均值模型并量調整數據轉發量:

在本地設備上部署輕量級的數據規模估計模型，利用特定環境監測設備過去一段時間的監測數據來預測其未來時刻的監測數據；將兩個連續數據點v_i和v_i-1值之間的距離δ_i定義如下所示：

δ_i＝|v_i-v_i-1|

用距離δ_i更新傳感數據流ρ(M)本地參考運行時間的變化，通過移動平均來計算當前傳感數據流變化，表示為μ_i，將接下來的兩個數據點的距離記為δ_i+1；使用概率指數加權移動平均值模型進行監測傳感數據的近似預測，引入加權因子(0α1)按指數變化模式降低傳感數據的權重，如下式所示：

上式中，用δ₁來初始化u₁；

步驟2.2、在本地設備上部署面向植物工廠精細化栽培監控的自適應采樣模型，并依據傳感數據規模計算置信度，與用戶定義的不精確度對比后，調整采樣周期并對傳感數據采樣；

步驟2.3、在本地設備上部署面向植物工廠精細化栽培監控的自適應濾波模型，對經過采樣的傳感數據進行濾波：將濾波范圍表示為R，如果值v_i∈[v_i-1-R,v_i-1+R]，則過濾v_i的當前數據點d_i；并根據Fano因子根據監測傳感數據流變化動態調整濾波范圍R，根據濾波結果調整采樣周期；

步驟2.4、在本地設備上部署面向植物工廠精細化栽培監控的自適應轉發模型，對經過采樣或濾波的數據按數據規模估計模型估計得到的轉發量進行轉發，將數據傳輸至云服務器；

步驟3、云服務器接收并解析由本地設備轉發的傳感數據，將不同類型的傳感數據保存至本地數據庫，同時在設備上通過可視化圖表顯示植物生長狀況數據或植物生長環境數據，向管理人員提供實時數據監控。

2.根據權利要求1所述智能植物工廠環境下名優花卉及藥用植物栽培工廠監控系統的霧計算監控技術，其特征在于：所述步驟1中本地設備包括傳感器。