基于AI的5G边云融合技术在数字温室种植中的应用研究

基于AI的5G边云融合技术在数字温室

种植中的应用研究

[摘要]：

本研究探讨了基于人工智能（AI）的5G边云融合技术在数字温室种植中的

应用。通过提高数字温室的智能化水平和生产效率，为现代农业提供更高效、智

能的解决方案。首先，本文介绍了数字温室种植的现状和挑战。然后，详细阐述

了边云融合技术在数字温室种植中的应用，包括数据采集、传输、处理和监控等

方面。最后，通过实验验证了边云融合技术在数字温室种植中的有效性和可行性。本文的研究结果表明，边云融合技术可以显著提高数字温室种植的智能化水平和

生产效率，具有很高的实用价值和推广价值。

[关键词]：人工智能、5G、边云融合、数字温室、智能化水平、生产效率

第一章引言

随着科技的不断发展，人工智能（AI）和5G技术已经成为当今社会的热点

话题。与此同时，数字温室种植作为现代农业的重要组成部分，也正面临着生产

效率低下、智能化水平不足等诸多挑战。因此，如何将AI和5G技术应用于数字

温室种植中，提高其生产效率和智能化水平，成为了一个值得研究的问题。

第二章数字温室种植的现状和挑战

随着现代农业的发展，数字温室种植已成为一种重要的农业生产方式。数字

温室种植具有智能化、精准化、高效化等特点，可以为现代农业提供更高效、更

环保的解决方案。然而，数字温室种植也面临着很多挑战。

1. 温室环境控制的精准度问题：数字温室种植需要控制温室内的环境参数，如温度、湿度、光照、二氧化碳浓度等，以保证作物的生长。然而，由于环境参

数的复杂性和不确定性，很难实现精准控制。

2. 能源消耗和成本控制问题：数字温室种植需要使用大量的能源来控制温

室内的环境参数，如加温、加湿、通风等。因此，如何有效地降低能源消耗和成

本成为了一个重要的问题。

3. 作物生长模型的建立和优化问题：数字温室种植需要建立作物生长模型，以模拟作物的生长过程。然而，由于作物生长受到多种因素的影响，很难建立准

确的生长模型。因此，如何优化作物生长模型也是一个重要的问题。

第三章边云融合技术在数字温室种植中的应用

边云融合技术是一种结合了边缘计算和云计算的技术，通过在边缘端进行实

时的数据处理和计算，并将结果上传至云端进行存储和分析，以实现更高效的数

据处理和计算。在数字温室种植中，边云融合技术可以应用于数据采集、传输、

处理和监控等方面，以提高温室的智能化水平和生产效率。

3.1 数据采集

在数字温室种植中，数据采集是至关重要的环节。通过安装各种传感器，如

温度、湿度、光照、二氧化碳浓度等传感器，可以实时采集温室内的环境参数。

边云融合技术可以将这些数据采集后，上传至云端进行存储和分析。同时，也可

以利用人工智能算法对数据进行处理，以提取出有用的信息，如环境参数的变化

趋势等。

3.2 数据传输

数字温室种植需要将大量的数据从边缘端传输至云端。边云融合技术可以利

用5G网络实现高速、低延迟的数据传输。同时，通过将数据传输至云端，可以

实现对数据的集中管理和分析，从而更好地支持对温室环境控制的决策。

3.3 数据处理

在数字温室种植中，需要对采集到的数据进行实时处理，以提取出有用的信息。边云融合技术可以利用云计算的高性能计算和存储能力，实现对大量数据的

快速处理和分析。同时，通过应用人工智能算法，可以对数据进行深度挖掘，以

发现数据背后的规律和趋势。

第四章实验验证

为了验证边云融合技术在数字温室种植中的有效性和可行性，我们进行了一

系列实验。首先，我们搭建了一个数字温室种植系统，包括传感器、执行器、数

据传输设备和计算设备等。然后，我们在数字温室内种植了一些常见的农作物，

如蔬菜、水果和花卉等。在实验过程中，我们实时采集了温室内环境参数的数据，并将数据传输至云端进行存储和分析。

通过实验，我们发现边云融合技术可以显著提高数字温室种植的智能化水平

和生产效率。具体来说，边云融合技术可以实现以下效果：

4.1 提高数据采集的准确性和实时性

通过安装传感器和执行器等设备，边云融合技术可以实时监测温室内的环境

参数，并将数据传输至云端进行存储和分析。这种方法可以提高数据采集的准确

性和实时性，从而更好地支持对温室环境控制的决策。

4.2 实现精准的环境控制

通过将实时监测数据与智能控制策略相结合，边云融合技术可以快速做出决

策并发送指令到温室现场的设备进行环境参数调节，以实现精准的环境控制。这

种方法可以显著提高农作物的生长速度和质量，从而降低成本和提高产量。

4.3 提高生产效率

边云融合技术可以实现数据集中管理和分析，从而更好地支持对温室环境控

制的决策。这种方法可以提高生产效率，缩短农作物的生长周期，从而降低成本。

总之，实验结果表明，边云融合技术在数字温室种植中具有很高的实用价值

和推广价值。

第五章结果与分析

通过实验验证，我们发现边云融合技术在数字温室种植中具有显著的优势。

具体来说，边云融合技术可以提高数据采集的准确性和实时性，实现精准的环境

控制，并提高生产效率。

首先，边云融合技术可以提高数据采集的准确性和实时性。由于数字温室种

植需要采集和处理大量的环境参数数据，因此数据的准确性和实时性至关重要。

通过在边缘端进行数据采集和初步处理，并将数据上传至云端进行存储和分析，

边云融合技术可以大大提高数据采集的准确性和实时性。

其次，边云融合技术可以实现精准的环境控制。通过对温室环境参数进行实

时监测和数据分析，可以及时发现环境参数的异常和变化趋势，从而采取相应的

调节措施。这种基于数据的精准环境控制方式可以提高农作物的生长速度和质量，从而降低成本和提高产量。

第六章结论与展望

本研究探讨了基于人工智能（AI）的5G边云融合技术在数字温室种植中的

应用。通过提高数字温室的智能化水平和生产效率，为现代农业提供更高效、智

能的解决方案。首先，本文介绍了数字温室种植的现状和挑战。然后，详细阐述

了边云融合技术在数字温室种植中的应用，包括数据采集、传输、处理和监控等

方面。最后，通过实验验证了边云融合技术在数字温室种植中的有效性和可行性。本文的研究结果表明，边云融合技术可以显著提高数字温室种植的智能化水平和

生产效率，具有很高的实用价值和推广价值。

随着人工智能和5G技术的不断发展，边云融合技术在数字温室种植中的应

用将越来越广泛。未来，我们可以进一步探索和应用更加先进的算法和模型，以

提高数字温室种植的智能化水平和生产效率。同时，我们也可以考虑将边云融合

技术应用于其他类型的农业生产中，以推动现代农业的快速发展。

总之，边云融合技术在数字温室种植中的应用为现代农业的发展提供了新的

思路和方向。我们相信，随着技术的不断进步和应用范围的不断扩大，边云融合

技术将会在农业生产中发挥越来越重要的作用。