一种基于边缘计算架构的不确定网络环境下的自适应鲁棒控制方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及农业物联网技术领域，尤其为一种基于边缘计算架构的不确定网络环境下的自适应鲁棒控制方法及系统，包括：测量环境信息；根据建立据关系表达式，将所测量的环境信息的维度信息量化出来；建立决策树，统计农户的经验信息，初步描写伪代码算法；将该决策树模型转化成示例代码，下载至控制终端中，执行算法，将控制日志记录下来，反复修改模型参数直至满意为止，根据最优模型参数执行控制命令。本发明专利技术，采用机器学习的智能算法做决策提升种植效率，简介提升品质，优化传统的云端控制架构，解决了网络环境不稳定的情况下系统瘫痪的问题，使用多维传感器，取代单一变量控制的逻辑，实现更加精准灵敏的控制。

An Adaptive Robust Control Method and System Based on Edge Computing Architecture in Uncertain Network Environment

【技术实现步骤摘要】
一种基于边缘计算架构的不确定网络环境下的自适应鲁棒控制方法及系统
本专利技术涉及农业物联网
，具体为一种基于边缘计算架构的不确定网络环境下的自适应鲁棒控制方法及系统。
技术介绍
目前，农业物联网领域针对自动控制方面的系统已经大面积应用，但仍然存在不少的问题。农业环境相对于工业环境来说，较为恶劣，针对系统的稳定性，灵活性，容错性提出了较高的要求。传统的物联网控制采用4G，以太网，或者WLan的联网方式，通过云端发送控制指令，用户通过app或者其他web系统发送指令，进而实现远程控制。传统的方法缺陷在于，网络环境出现问题时，远程指令无法正常发送，系统陷入离线状态，进而导致系统无法运行，对于农业产业来说，损失巨大。同时，传统系统的控制逻辑较为简单，针对环境监测维度较多时，无法做出合理的决策，致使反馈无法正常运行，无法做出精确的控制。再者，传统的控制系统无法保证能量的合理供应，农业现场的基础建设较为落后时，时常导致系统无法得到可靠的供电保障。针对这些问题，提出了一种基于边缘计算架构的不确定网络环境下的自适应鲁棒控制方法及系统。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于边缘计算架构的不确定网络环境下的自适应鲁棒控制方法及系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于边缘计算架构的不确定网络环境下的自适应鲁棒控制方法，包括：测量环境信息；根据建立据关系表达式，将所测量的环境信息的维度信息量化出来；建立决策树，统计农户的经验信息，初步描写伪代码算法；将该决策树模型转化成示例代码，下载至控制终端中，执行算法，将控制日志记录下来，反复修改模型参数直至满意为止，根据最优模型参数执行控制命令。优选的，取传感器组，测量并采集环境信息的数据，同时构建学习算法库、日志服务器、搭建云端平台；其中：算法库包括云端算法库以及边缘计算算法库，云端平台的构架采用基于tcp的http协议的webapi后台，构建基于Mysql+Redis的混合数据库。优选的，将采集环境信息的数据送入到云端算法库以及边缘计算算法库同步处理计算，然后控制终端通过最优模型参数控制执行器动作，同时日志服务器对全程日志记录。优选的，传感器数据经信息管理系统过滤得到筛选信息，导入到云端算法库的特定算法模型、分布式云数据库，分布式云数据库根据模型运算再通过web系统接口上传到控制终端，控制终端控制执行器动作。优选的，传感器数据经信息管理系统查询、边缘处理依次送入微数据库、边缘计算算法库，通过边缘计算算法库模型运算控制终端控制执行器动作。优选的，环境信息包括温度、湿度、二氧化碳、光照、土壤墒情以及气象数据，温度、湿度的阈值通过农户的经验调查得出，二氧化碳通过仪器测量得出参照度。本专利技术提供一种基于边缘计算架构的不确定网络环境下的自适应鲁棒控制系统，包括：传感器组，用于采集环境信息：包括温度、湿度、二氧化碳、光照、土壤墒情以及气象数据；算法库，接收环境信息，并进行处理计算，并上传到控制终端；控制终端，根据算法库对环境信息的模型运算控制终端控制执行器动作。优选的，还包括与控制终端连接的云端平台，该云端平台的构架采用基于tcp的http协议的webapi后台，构建基于Mysql+Redis的混合数据库。优选的，还包括用户终端以及日志服务器，该用户终端以及日志服务器与控制终端连接。优选的，算法库包括云端算法库以及边缘计算算法库。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1.提升种植效率，采用机器学习的智能算法做决策。取代传统的经典控制算法，简介提升品质。2.优化传统的云端控制架构，采用边缘计算+云计算的混合模式，解决了网络环境不稳定的情况下系统瘫痪的问题。3.使用多维传感器，取代单一变量控制的逻辑，实现更加精准灵敏的控制。4.全程日志记录，自主产生学习样本，使得控制算法有‘自主进化’的特点。附图说明图1为本专利技术流程示意图；图2为本专利技术云端计算流程示意图；图3为本专利技术边缘端计算流程示意图；图4为本专利技术系统结构框图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1～4，本专利技术提供一种技术方案：一种基于边缘计算架构的不确定网络环境下的自适应鲁棒控制方法，包括：测量环境信息；根据建立据关系表达式，将所测量的环境信息的维度信息量化出来；建立决策树，统计农户的经验信息，初步描写伪代码算法；将该决策树模型转化成示例代码，下载至控制终端中，执行算法，将控制日志记录下来，反复修改模型参数直至满意为止，根据最优模型参数执行控制命令。取传感器组，测量并采集环境信息的数据，同时构建学习算法库、日志服务器、搭建云端平台；其中：算法库包括云端算法库以及边缘计算算法库，云端平台的构架采用基于tcp的http协议的webapi后台，构建基于Mysql+Redis的混合数据库。将采集环境信息的数据送入到云端算法库以及边缘计算算法库同步处理计算，然后控制终端通过最优模型参数控制执行器动作，同时日志服务器对全程日志记录。传感器数据经信息管理系统过滤得到筛选信息，导入到云端算法库的特定算法模型、分布式云数据库，分布式云数据库根据模型运算再通过web系统接口上传到控制终端，控制终端控制执行器动作。传感器数据经信息管理系统查询、边缘处理依次送入微数据库、边缘计算算法库，通过边缘计算算法库模型运算控制终端控制执行器动作。环境信息包括温度、湿度、二氧化碳、光照、土壤墒情以及气象数据，温度、湿度的阈值通过农户的经验调查得出，二氧化碳通过仪器测量得出参照度。一种基于边缘计算架构的不确定网络环境下的自适应鲁棒控制系统，包括：传感器组，用于采集环境信息：包括温度、湿度、二氧化碳、光照、土壤墒情以及气象数据；算法库，接收环境信息，并进行处理计算，并上传到控制终端；控制终端，根据算法库对环境信息的模型运算控制终端控制执行器动作。还包括与控制终端连接的云端平台，该云端平台的构架采用基于tcp的http协议的webapi后台，构建基于Mysql+Redis的混合数据库。还包括还包括用户终端以及日志服务器，该用户终端以及日志服务器与控制终端连接。算法库包括云端算法库以及边缘计算算法库。本专利技术：1.所选取算法模型。2.系统架构模型。3.硬件设备型号。USR-730串口服务器，树莓派3B+(基于Debian的linux发行版)，Modbus-RTU工业级传感器与控制设备。步骤一：建立数据关系表达式，将温度，湿度，光照，二氧化碳的维度信息量化出来。温度湿度的阈值通过农户的经验调查得出。二氧化碳通过仪器测量得出大体参照度。步骤二：建立决策树，统计农户的经验信息，初步描写伪代码算法。步骤三：将该决策树模型转化成示例代码，下载至控制终端中，执行算法，将控制日志记录下来，反复修改模型参数直至满意为止。具体是：1.选取所要测量的环境信息，包括温度，湿度，二氧化碳，光照，土壤墒情，气象数据等。2.选取对应的工业级传感器型号，设计485链路结构，确定网络方式(4G+以太网)，物联网设备通讯方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于边缘计算架构的不确定网络环境下的自适应鲁棒控制方法，其特征在于，包括：测量环境信息；根据建立据关系表达式，将所测量的环境信息的维度信息量化出来；建立决策树，统计农户的经验信息，初步描写伪代码算法；将该决策树模型转化成示例代码，下载至控制终端中，执行算法，将控制日志记录下来，反复修改模型参数直至满意为止，根据最优模型参数执行控制命令。

【技术特征摘要】
1.一种基于边缘计算架构的不确定网络环境下的自适应鲁棒控制方法，其特征在于，包括：测量环境信息；根据建立据关系表达式，将所测量的环境信息的维度信息量化出来；建立决策树，统计农户的经验信息，初步描写伪代码算法；将该决策树模型转化成示例代码，下载至控制终端中，执行算法，将控制日志记录下来，反复修改模型参数直至满意为止，根据最优模型参数执行控制命令。2.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算架构的不确定网络环境下的自适应鲁棒控制方法，其特征在于，取传感器组，测量并采集环境信息的数据，同时构建学习算法库、日志服务器、搭建云端平台；其中：算法库包括云端算法库以及边缘计算算法库，云端平台的构架采用基于tcp的http协议的webapi后台，构建基于Mysql+Redis的混合数据库。3.根据权利要求2所述的一种基于边缘计算架构的不确定网络环境下的自适应鲁棒控制方法，其特征在于，将采集环境信息的数据送入到云端算法库以及边缘计算算法库同步处理计算，然后控制终端通过最优模型参数控制执行器动作，同时日志服务器对全程日志记录。4.根据权利要求3所述的一种基于边缘计算架构的不确定网络环境下的自适应鲁棒控制方法，其特征在于，传感器数据经信息管理系统过滤得到筛选信息，导入到云端算法库的特定算法模型、分布式云数据库，分布式云数据库根据模型运算再通过web系统接口上传到控制终端，控制终端控制执行器动作。5.根据权利要求3述的一种基于边缘计...

【专利技术属性】
技术研发人员：张学渊，高琰飙，
申请(专利权)人：上海阿刻忒科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31