[发明专利]一种基于物联网的植物数据采集系统

说明书

本发明是一种基于物联网的植物数据采集系统，包括边缘数据处理系统、单株植物容器数据采集系统、标签管理系统、本地通讯系统、云端管理系统和上位机数据管理系统，经边缘数据处理系统处理后再将数据传递给本地通讯系统，本地通讯系统再将数据传递给上位机数据管理系统，上位机数据管理系统再将数据传递给互联网，云端管理系统通过互联网对数据进行储存和备份。有线与无线通讯结合，在保证物联网系统功能完整性的同时，尽可能降低系统成本，增大网络密度和承载；以单株植物为数据采集单位，以最高精度反应种植区域的植物生长情况，填补领域空白，使对生长环境需求不同的植物在一起种植成为可能。

技术领域

本发明涉及物联网技术领域，尤其涉及一种基于物联网的植物数据采集系统。

背景技术

智慧农业与智慧环境日益发展，不少应用场景需要对单株植物进行数据采集。目前市面上基于物联网的传感器网络多只能对一片区域内的植物进行集体数据收集。对于大面积植物的单株数据采集与分析目前属于空白领域。

发明内容

本发明旨在解决现有技术的不足，而提供一种基于物联网的植物数据采集系统。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种基于物联网的植物数据采集系统，包括边缘数据处理系统、单株植物容器数据采集系统、标签管理系统、本地通讯系统、云端管理系统和上位机数据管理系统，单株植物容器数据采集系统和标签管理系统将数据传递给边缘数据处理系统，经边缘数据处理系统处理后再将数据传递给本地通讯系统，本地通讯系统再将数据传递给上位机数据管理系统，数据经过上位机数据管理系统的进一步处理后，上位机数据管理系统再通过互联网，将数据传递给云端管理系统。

边缘数据处理系统包括预处理模块、节点存储模块、节点指示模块、边缘数据分析模块和边缘参考数据模型，预处理模块对单株植物容器数据采集系统采集到的数据进行处理，且将处理后的数据传输给边缘数据分析模块和节点存储模块，节点存储模块用于数据的存储，便于上位机数据管理系统通过本地通讯系统对数据进行调用，边缘参考数据模型将待参考的数据传送给边缘数据分析模块，边缘数据分析模块将预处理模块处理后的数据与边缘参考数据模型提供的待参考数据进行比较和分析，并将分析结果传送给节点存储模块和节点指示模块。

预处理模块对单株植物容器数据采集系统采集到的数据进行三级缓冲处理，三级缓冲处理如下：

第一级缓冲：

数据采集系统以40微秒为间隔进行采样，第一级缓冲以2ms时间数据为目标为每一传感器建立原始数据存储缓冲，缓冲池存满时处理器对缓冲池内数据进行一级处理。

设数据样本总数为N，数据总和为S。上一测量周期第二级结果为r₂。

则均值

每一样本均值差

由云端通过本地上位机提供的边缘数据参考模型ERM(Edge Reference Model)提供若干参考量，初级高频噪声差阈值比p₀；

则差阈值

丢弃所有d_th0＞d样本后，样本数为N'，均值

ERM提供一级缓冲校准权重k₀

则一级最优值为

最优值进入第二级缓冲。

第二级缓冲：

以100ms时间数据为目标。与第一级缓冲通过同样的方法计算出去除中频噪声，提供给第三级缓冲。

第三级缓冲：