面向太阳能供电的基于 Raspberry Pi 的物联网集群设计与实现：理论方法
分布式、并行与集群计算
2025-03-06 v1 硬件体系结构
性能
系统与控制
系统与控制
摘要
本文提出了一种基于 Raspberry Pi 3 Model B 并由太阳能供电的低功耗物联网服务器集群的设计与实现。所提出的架构集成了 Kubernetes（K3s）和 Docker，提供高效、可扩展且高性能的计算环境。该集群旨在优化能耗，利用 200W 太阳能板和 100Ah 锂离子电池在有利环境条件下支持持续运行。性能分析基于理论推断和外部来源的数据进行，评估了资源分配、功耗和服务可用性。这些分析提供了系统在不同场景下运行可行性的理论估计。结果表明，该系统可作为边缘计算应用和云服务的可行且可持续的替代方案，减少对传统数据中心的依赖。除了通过显著减少碳足迹对环境可持续性产生的积极影响外，该方案还解决了经济问题，因为传统数据中心消耗大量能源，导致对电网的需求增加和运营成本上升。
引用
@article{arxiv.2503.03618,
title = {Design and Implementation of an IoT Cluster with Raspberry Pi Powered by Solar Energy: A Theoretical Approach},
author = {Noel Portillo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.03618},
year = {2025}
}
备注
This manuscript has been previously published on Zenodo and is available at https://zenodo.org/records/14957338. The content remains unchanged, and this submission to arXiv is intended to increase accessibility and facilitate further discussion within the research community