[发明专利]一种基于端-边-云协同的智慧种植方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于端‑边‑云协同的智慧种植方法及系统，属于农业种植技术领域。本发明通过传感器实时采集温室内的运行数据；将采集到的数据通过Zigbee节点传输到边缘计算系统；边缘计算系统对采集的数据进行本地化分析、处理将结果进行临时缓存并依据结果对局部下发控制指令；边缘计算系统与云端进行信息交互，云端进行分析、处理后对全局下发控制指令，云端也支持用户用电脑和手机实时监测和控制；终端执行设备收到控制指令后执行相应操作。本发明结合了传统的云计算具有强大的资源服务能力和新兴的边缘计算具有低传输时延的优点，实现了智慧农业的规模化和批量化管理，提高农业产量、提升农业品质、降低生产成本，使温室管理更加高效便捷。

技术领域

本发明涉及一种基于端-边-云协同的智慧种植方法及系统，属于温室种植技术领域。

背景技术

随着中国经济的快速增长，人们的生活水平也在不断提高，蔬菜作为日常生活的必需品，消费者对于蔬菜的产量和品质要求也变得越来越高。而目前大多数农业的高产量还是主要依靠农药化肥的大量投入，大部分化肥和水资源没有被有效利用而随地弃置，导致资源浪费并造成环境污染。我国农业生产正处于传统农业向现代农业的转型时期仍以传统生产模式为主，传统耕种凭经验施肥、灌溉，自动化水平不高，不仅浪费大量的人力、物力，也对环境保护与水土保持构成严重威胁，给农业的可持续性发展带来严峻挑战。通过应用智慧温室大棚来种植蔬菜，可以对蔬菜生长过程中的各个环节都进行科学的把控，从而不断提升蔬菜的产量和质量，进一步满足市场中消费者的需求。

目前在物联网场景下，许多基于物联网的智慧温室大棚系统得到了空前的发展，而我国要从农业大国迈向农业强国。传统的基于物联网的温室大棚难以实现批量化、规模化和广域化的管理。传统的云计算具有强大的资源服务能力的优点和远距离传输的缺点，而新兴的边缘计算具有低传输时延的优点和资源受限的缺点，因此，云边协同结合了云计算与边缘计算优点，通过两者协同工作、各展所长，将边缘计算和云计算协作的价值最大化。在更靠近数据产生和使用侧的边缘云进行处理，能够满足实时或近实时的数据分析和处理需求；为边缘云赋予智能化的能力，可以缓解中心云的计算负载，实现自动反馈、智能决策。

“端+边+云”协同是一种新型计算范式，其将云计算强大的资源能力与边缘计算超低的时延特性结合起来，实现了边缘支撑云端应用，云端助力边缘本地化需求的协同优化目标。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种基于端-边-云协同的智慧种植方法及系统，用以解决上述问题。

本发明的技术方案是：一种基于端-边-云协同的智慧种植方法，首先通过传感器采集温室实时运行数据，在边缘系统进行数据分析、处理并下发控制指令，再将边缘系统的处理结果发送到云端，云端对全局下发控制指令，实现现代农业的批量化、规模化和广域化的管理。

具体步骤为：

Step1：在温室内布置传感器，通过传感器实时采集温室内的运行数据。

Step2：将采集到的数据通过Zigbee节点传输到边缘计算系统。

Step3：边缘计算系统对采集的数据进行本地化分析、处理后，将结果进行临时缓存并依据结果对局部下发控制指令。

Step4：边缘计算系统与云端进行信息交互，云端进行分析、处理后对全局下发控制指令。

Step5：终端执行设备收到控制指令后执行相应操作。

所述Step2具体为：

Step2.1：温室内布置的传感器将采集到的数据传输到Zigbee节点。

Step2.2：Zigbee节点将接收到的数据发送到边缘计算系统。

所述Step3具体为：