基于边缘计算的温室控制系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术提供一种基于边缘计算的温室控制系统及其控制方法，该系统包括：边缘计算设备、环境信息采集模块、土壤信息采集模块、控制模块和云服务器；环境信息采集模块用于采集温室环境信息；土壤信息采集模块用于采集温室中的土壤环境信息；边缘计算设备用于对温室环境信息和土壤环境信息进行数据异常检测，并将检测后的温室环境信息和土壤环境信息发送给云服务器；云服务器用于基于检测后的温室环境信息和土壤环境信息，生成目标控制指令；控制模块用于基于接收的目标控制指令，控制目标电气设备运行，以调节温室的温室环境信息和土壤环境信息。本发明专利技术可以实现多参数的在线采集及处理，实现对系统产生的异常数据的识别，可以有效提高系统效益。效提高系统效益。效提高系统效益。

【技术实现步骤摘要】
基于边缘计算的温室控制系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及农业
，尤其涉及一种基于边缘计算的温室控制系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着物联网技术的大规模应用和信息技术的快速发展，农业温室的建设也在不断向生产规模化以及管理智能化的方向发展。目前，通常采用远程服务器来实现温室智能化控制，由于需要处理和储存大量的环境信息数据，使得远程服务器压力大，导致出现数据传输延时等问题。为解决上述问题，现有技术中将具有低传输时延优点的边缘计算技术应用到温室控制系统中。
[0003]然而目前，在已有边缘计算设备的温室控制系统中，通常以温湿度测量为主进行在线监测，参数单一，同时也无法识别异常数据，导致系统产生的效益并不高，难以满足实际生产需求。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种基于边缘计算的温室控制系统及其控制方法，用以解决现有技术中，温室控制系统中在线监测参数单一，同时也无法识别异常数据，导致系统的调控效率不高，难以满足实际生产需求的缺陷。
[0005]本专利技术提供一种基于边缘计算的温室控制系统，包括：
[0006]边缘计算设备、环境信息采集模块、土壤信息采集模块、控制模块和云服务器；
[0007]所述环境信息采集模块用于采集温室环境信息；所述土壤信息采集模块用于采集温室中的土壤环境信息；
[0008]所述边缘计算设备用于对所述温室环境信息和所述土壤环境信息进行数据异常检测，并将检测后的所述温室环境信息和所述土壤环境信息发送给所述云服务器；
[0009]所述云服务器用于基于检测后的所述温室环境信息和所述土壤环境信息，生成目标控制指令；
[0010]所述控制模块用于基于接收的所述目标控制指令，控制目标电气设备运行，以调节温室的所述温室环境信息和所述土壤环境信息。
[0011]根据本专利技术提供的一种基于边缘计算的温室控制系统，所述边缘计算设备具体还用于：
[0012]获取传感器当前时刻上传的第一数据；所述传感器为所述环境信息采集模块和所述土壤信息采集模块中的任一传感器；
[0013]确定预设滑动时间窗口内所述传感器上传的各个数据；所述第一数据为所述预设滑动时间窗口内的最后一个数据；
[0014]基于所述预设滑动时间窗口内所述传感器上传的各个数据，确定所述各个数据的方差及期望；
[0015]在确定第二数据满足目标数据异常条件，且所述第二数据与下一时刻的第三数据相同的情况下，确定所述第二数据为异常数据；所述第二数据为所述各个数据中的任一数据，所述目标数据异常条件是基于所述各个数据的方差及期望确定的。
[0016]根据本专利技术提供的一种基于边缘计算的温室控制系统，所述边缘计算设备具体还用于：
[0017]在确定所述第二数据满足所述目标数据异常条件，且所述第二数据与下一时刻的第三数据相同的情况下，确定所述传感器出现数据异常的第一异常概率；
[0018]确定所述环境信息采集模块和所述土壤信息采集模块中各个所述传感器对应的所述第一异常概率，并基于各个所述第一异常概率及各个所述传感器的预设权重，确定第二异常概率；所述第二异常概率用于表征多个所述传感器出现数据异常的概率；
[0019]基于所述第二异常概率，确定所述传感器的数据检测结果。
[0020]根据本专利技术提供的一种基于边缘计算的温室控制系统，所述边缘计算设备具体还用于：
[0021]在确定所述第二异常概率与第一均值的差的绝对值小于所述方差的情况下，确定所述第二数据为异常数据，且所述传感器发生传感器事件；所述第一均值为所述预设滑动时间窗口内所述传感器上传的各个数据的均值；
[0022]或，
[0023]在确定所述第二异常概率与第一均值的差的绝对值不小于所述方差的情况下，确定所述第二数据为异常数据，并删除所述第二数据。
[0024]根据本专利技术提供的一种基于边缘计算的温室控制系统，所述边缘计算设备具体还用于：
[0025]在所述第二数据不满足所述目标数据异常条件的情况下，确定所述第二数据无异常；
[0026]或，
[0027]在确定所述第二数据满足目标数据异常条件，且所述第二数据与下一时刻的第三数据不相同的情况下，确定所述第二数据无异常；
[0028]或，
[0029]在确定所述第二数据满足目标数据异常条件，且所述预设滑动时间窗口内所述第二数据与其之后连续时刻下的目标数量的数据都相同的情况下，确定所述传感器处于故障状态。
[0030]根据本专利技术提供的一种基于边缘计算的温室控制系统，所述系统还包括：
[0031]电能表；
[0032]所述电能表与所述边缘计算设备连接；
[0033]所述电能表用于监测温室内各个电气设备的用电信息；
[0034]所述边缘计算设备具体还用于：
[0035]获取所述各个电气设备的用电信息，并基于所述各个电气设备的用电信息，确定所述各个电气设备的工作状态。
[0036]根据本专利技术提供的一种基于边缘计算的温室控制系统，所述系统还包括：
[0037]气象信息采集模块及移动终端；
[0038]所述气象信息采集模块、所述移动终端与所述边缘计算设备连接；
[0039]所述气象信息采集模块用于监测温室外的气象信息；
[0040]所述边缘计算设备具体还用于：
[0041]获取所述气象信息，对所述气象信息进行数据异常检测，并将检测后的所述气象信息发送到所述移动终端进行显示。
[0042]本专利技术还提供一种应用于所述基于边缘计算的温室控制系统的控制方法，包括：
[0043]所述环境信息采集模块采集温室环境信息，且所述土壤信息采集模块采集温室中的土壤环境信息；
[0044]所述边缘计算设备对所述温室环境信息和所述土壤环境信息进行数据异常检测，以将检测后的所述温室环境信息和所述土壤环境信息发送给所述控制模块；
[0045]所述控制模块基于检测后的所述温室环境信息和所述土壤环境信息，控制目标电气设备运行，以调节温室的所述温室环境信息和所述土壤环境信息。
[0046]根据本专利技术提供的一种应用于所述基于边缘计算的温室控制系统的控制方法，所述方法还包括：
[0047]所述边缘计算设备获取传感器当前时刻上传的第一数据；所述传感器为所述环境信息采集模块和所述土壤信息采集模块中的任一传感器；
[0048]所述边缘计算设备确定预设滑动时间窗口内所述传感器上传的各个数据；所述第一数据为所述预设滑动时间窗口内的最后一个数据；
[0049]所述边缘计算设备基于所述预设滑动时间窗口内所述传感器上传的各个数据，确定所述各个数据的方差及期望；
[0050]所述边缘计算设备在确定第二数据满足目标数据异常条件，且所述第二数据与下一时刻的第三数据相同的情况下，确定所述第二数据为异常数据；所述第二数据为所述各个数据中的任一数据，所述目标数据异常条件是基于所述各本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于边缘计算的温室控制系统，其特征在于，包括：边缘计算设备、环境信息采集模块、土壤信息采集模块、控制模块和云服务器；所述环境信息采集模块用于采集温室环境信息；所述土壤信息采集模块用于采集温室中的土壤环境信息；所述边缘计算设备用于对所述温室环境信息和所述土壤环境信息进行数据异常检测，并将检测后的所述温室环境信息和所述土壤环境信息发送给所述云服务器；所述云服务器用于基于检测后的所述温室环境信息和所述土壤环境信息，生成目标控制指令；所述控制模块用于基于接收的所述目标控制指令，控制目标电气设备运行，以调节温室的所述温室环境信息和所述土壤环境信息。2.根据权利要求1所述的基于边缘计算的温室控制系统，其特征在于，所述边缘计算设备具体还用于：获取传感器当前时刻上传的第一数据；所述传感器为所述环境信息采集模块和所述土壤信息采集模块中的任一传感器；确定预设滑动时间窗口内所述传感器上传的各个数据；所述第一数据为所述预设滑动时间窗口内的最后一个数据；基于所述预设滑动时间窗口内所述传感器上传的各个数据，确定所述各个数据的方差及期望；在确定第二数据满足目标数据异常条件，且所述第二数据与下一时刻的第三数据相同的情况下，确定所述第二数据为异常数据；所述第二数据为所述各个数据中的任一数据，所述目标数据异常条件是基于所述各个数据的方差及期望确定的。3.根据权利要求2所述的基于边缘计算的温室控制系统，其特征在于，所述边缘计算设备具体还用于：在确定所述第二数据满足所述目标数据异常条件，且所述第二数据与下一时刻的第三数据相同的情况下，确定所述传感器出现数据异常的第一异常概率；确定所述环境信息采集模块和所述土壤信息采集模块中各个所述传感器对应的所述第一异常概率，并基于各个所述第一异常概率及各个所述传感器的预设权重，确定第二异常概率；所述第二异常概率用于表征多个所述传感器出现数据异常的概率；基于所述第二异常概率，确定所述传感器的数据检测结果。4.根据权利要求3所述的基于边缘计算的温室控制系统，其特征在于，所述边缘计算设备具体还用于：在确定所述第二异常概率与第一均值的差的绝对值小于所述方差的情况下，确定所述第二数据为异常数据，且所述传感器发生传感器事件；所述第一均值为所述预设滑动时间窗口内所述传感器上传的各个数据的均值；或，在确定所述第二异常概率与第一均值的差的绝对值不小于所述方差的情况下，确定所述第二数据为异常数据，并删除所述第二数据。5.根据权利要求2所述的基于边缘计算的温室控制系统，其特征在于，所述边缘计算设备具体还用于：
在所述第二数据不满足所述目标数据异常条件的情况下，确定所述第二数据无异常；或，在确定所述第二数据满足目标数据异常条件，且所述第二数据与下一时刻的第三数据不相同的情况下，确定所述第二数据无异常；或，在确定所述第二数据满足目标数据异常条件，且所述预设滑动时间窗口内所述第二数据与其之后连续时刻下的目标数量的数据都相同的情况下，确定所述传感器处于故障状态。6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑文刚，肖雪朋，王明飞，张馨，王利春，张鑫，
申请(专利权)人：北京市农林科学院信息技术研究中心，
类型：发明
国别省市：