边缘计算和感知融合在智能自助咖啡机中的应用研究

发布时间：2022-01-12 15:23

　　针对目前云端计算处理数据能力不足、效率不高等问题,在嵌入式开发迅猛发展的背景下,将新兴的边缘计算模式与新零售的思想结合起来,运用于智能自助咖啡机系统,重新构建和设计了咖啡机系统的嵌入式系统终端、服务器和用户界面等.该系统将咖啡机作为一个智能终端接入互联网,采用EdgeX-Foundry边缘计算框架,并将其部署在边缘网关;硬件采用stm32并利用边缘计算感知融合决策咖啡机状态;通过SpringBoot开源框架搭建完整的服务器;在用户APP方面,开发并使用了微信小程序作为客户端;在系统测试中,实验结果证明了边缘计算应用于智能咖啡机系统的优势. 

【文章来源】：小型微型计算机系统. 2020,41(07)北大核心CSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

EdgeX Foundry架构图

在智能自助咖啡机系统中，与主控制板相连的GPRS/4G通信模块就充当了咖啡机与EdgeX Foundry框架联系的“跳板”，它作为框架的设备服务，将特定咖啡机的工作状态和传感器相关数据通过无线通信的方式传递给边缘节点，再由EdgeX-Foundry边缘计算框架的多个微服务层进行处理，最后上传至云端．边缘节点由一个边缘网关承担，在整个系统之中主要承担着信息存储转发与咖啡机异常检测的作用．当咖啡机发生故障时，边缘节点能够及时检测出来并在第一时间通知咖啡机停止工作，确保用户不会喝到品质不佳的咖啡，同时将这些故障信息上传给后台，通知管理员进行故障维护．一个边缘网关可以同时管理多台咖啡机上传的数据．云端服务器面向网关，与网关进行信息交互，负责处理所有来网关的咖啡机信息，云端服务器还与客户端进行远程，承担起购买支付、意见反馈的作用．智能自助咖啡机系统模型如图2所示．2.2 基于边缘计算的多模态感知融合异常检测算法

滑动窗口模型是从传感器上传的数据流中截取窗口大小为|W|数据，将其分成n个数据块，即(block1,block2,block3…blockn)，每一个数据块的长度为m，当传感器上传新的的数据块blocknew时，在滑动窗口中，最早接收的数据块blockoldest会被替换出去．同一咖啡机上不同传感器内部均使用滑动窗口来处理数据流，如图3所示．定义1．假设在时间tq之前将q个来自于某个传感器的数据载入其对应的窗口大小|W|=q的滑动窗口内，即(rj(t1),rj(t2),rj(t3)……rj(tq))则该组处于滑动窗口内数据的方差是:

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3585009