針對目前云端計(jì)算處理數(shù)據(jù)能力不足、效率不高等問題,在嵌入式開發(fā)迅猛發(fā)展的背景下,將新興的邊緣計(jì)算模式與新零售的思想結(jié)合起來,運(yùn)用于智能自助咖啡機(jī)系統(tǒng),重新構(gòu)建和設(shè)計(jì)了咖啡機(jī)系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)終端、服務(wù)器和用戶界面等.該系統(tǒng)將咖啡機(jī)作為一個(gè)智能終端接入互聯(lián)網(wǎng),采用EdgeX-Foundry邊緣計(jì)算框架,并將其部署在邊緣網(wǎng)關(guān);硬件采用stm32并利用邊緣計(jì)算感知融合決策咖啡機(jī)狀態(tài);通過SpringBoot開源框架搭建完整的服務(wù)器;在用戶APP方面,開發(fā)并使用了微信小程序作為客戶端;在系統(tǒng)測試中,實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了邊緣計(jì)算應(yīng)用于智能咖啡機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)勢. 

【文章來源】：小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng). 2020,41(07)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

EdgeX Foundry架構(gòu)圖

在智能自助咖啡機(jī)系統(tǒng)中，與主控制板相連的GPRS/4G通信模塊就充當(dāng)了咖啡機(jī)與EdgeX Foundry框架聯(lián)系的“跳板”，它作為框架的設(shè)備服務(wù)，將特定咖啡機(jī)的工作狀態(tài)和傳感器相關(guān)數(shù)據(jù)通過無線通信的方式傳遞給邊緣節(jié)點(diǎn)，再由EdgeX-Foundry邊緣計(jì)算框架的多個(gè)微服務(wù)層進(jìn)行處理，最后上傳至云端．邊緣節(jié)點(diǎn)由一個(gè)邊緣網(wǎng)關(guān)承擔(dān)，在整個(gè)系統(tǒng)之中主要承擔(dān)著信息存儲轉(zhuǎn)發(fā)與咖啡機(jī)異常檢測的作用．當(dāng)咖啡機(jī)發(fā)生故障時(shí)，邊緣節(jié)點(diǎn)能夠及時(shí)檢測出來并在第一時(shí)間通知咖啡機(jī)停止工作，確保用戶不會喝到品質(zhì)不佳的咖啡，同時(shí)將這些故障信息上傳給后臺，通知管理員進(jìn)行故障維護(hù)．一個(gè)邊緣網(wǎng)關(guān)可以同時(shí)管理多臺咖啡機(jī)上傳的數(shù)據(jù)．云端服務(wù)器面向網(wǎng)關(guān)，與網(wǎng)關(guān)進(jìn)行信息交互，負(fù)責(zé)處理所有來網(wǎng)關(guān)的咖啡機(jī)信息，云端服務(wù)器還與客戶端進(jìn)行遠(yuǎn)程，承擔(dān)起購買支付、意見反饋的作用．智能自助咖啡機(jī)系統(tǒng)模型如圖2所示．2.2 基于邊緣計(jì)算的多模態(tài)感知融合異常檢測算法

滑動窗口模型是從傳感器上傳的數(shù)據(jù)流中截取窗口大小為|W|數(shù)據(jù)，將其分成n個(gè)數(shù)據(jù)塊，即(block1,block2,block3…blockn)，每一個(gè)數(shù)據(jù)塊的長度為m，當(dāng)傳感器上傳新的的數(shù)據(jù)塊blocknew時(shí)，在滑動窗口中，最早接收的數(shù)據(jù)塊blockoldest會被替換出去．同一咖啡機(jī)上不同傳感器內(nèi)部均使用滑動窗口來處理數(shù)據(jù)流，如圖3所示．定義1．假設(shè)在時(shí)間tq之前將q個(gè)來自于某個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)載入其對應(yīng)的窗口大小|W|=q的滑動窗口內(nèi)，即(rj(t1),rj(t2),rj(t3)……rj(tq))則該組處于滑動窗口內(nèi)數(shù)據(jù)的方差是:

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)基于改進(jìn)遺傳算法的節(jié)點(diǎn)調(diào)度[J]. 陳立萬,楊震,李洪兵,陳強(qiáng).  重慶郵電大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(03)
[2]基于TCP/IP協(xié)議棧的串口-網(wǎng)口通信方案設(shè)計(jì)[J]. 齊宣,李一民,龍華,齊良春.  電子測量技術(shù). 2018(08)
[3]邊緣計(jì)算:萬物互聯(lián)時(shí)代新型計(jì)算模型[J]. 施巍松,孫輝,曹杰,張權(quán),劉偉.  計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展. 2017(05)
[4]基于多模態(tài)數(shù)據(jù)流的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)異常檢測方法[J]. 費(fèi)歡,肖甫,李光輝,孫力娟,王汝傳.  計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào). 2017(08)



本文編號：3585009