基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)田信息自動(dòng)檢測(cè)及供電優(yōu)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)境監(jiān)測(cè)方法，尤其設(shè)計(jì)一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)田信息自動(dòng)檢測(cè)及供電優(yōu)化方法，屬于檢測(cè)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)已成為我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)，農(nóng)田信息的及時(shí)準(zhǔn)確獲取是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)實(shí)施的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)主要使用孤立的、沒(méi)有通信能力的機(jī)械設(shè)備和傳感設(shè)備，主要依靠人力監(jiān)測(cè)作物的生長(zhǎng)狀況。不但要耗費(fèi)大量的人力，而且不能夠做到實(shí)時(shí)監(jiān)控，如果采用有線測(cè)控系統(tǒng)，則需要鋪設(shè)光纖或者電纜，這樣不但增加了成本，而且降低了系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性。隨著傳感器技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)及嵌入式技術(shù)的發(fā)展，孕育出了一種新的信息獲取、傳輸、處理的智能網(wǎng)絡(luò)一無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、感知和采集監(jiān)控區(qū)域的信息，并將采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)處理后發(fā)送給終端用戶。目前，國(guó)內(nèi)外科研人員已有將無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。
[0003]網(wǎng)絡(luò)技術(shù)逐步成熟的背景下，傳統(tǒng)的農(nóng)田檢測(cè)存在設(shè)備管理不完善、不易維護(hù)等問(wèn)題，并且已有系統(tǒng)多是處理單個(gè)命令的直接控制，對(duì)于負(fù)責(zé)批命令控制的研究還有待深入。無(wú)線傳感網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要基礎(chǔ)，解決了互聯(lián)的問(wèn)題，由具有感知、處理和無(wú)線通信能力的大量傳感器節(jié)點(diǎn)形成一個(gè)多跳的自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，完成既定的任務(wù)。目前農(nóng)田信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)大多利用以太網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)的有線傳輸，存在著成本高、綜合布線復(fù)雜、通信電纜選擇等實(shí)際工程問(wèn)題，限制了農(nóng)田信息檢測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展前景。
[0004]例如申請(qǐng)?zhí)枮椤?01110431588.2”的一種農(nóng)田土壤氮素在線檢測(cè)系統(tǒng)及方法，涉及農(nóng)業(yè)傳感技術(shù)和儀器儀表技術(shù)領(lǐng)域。該系統(tǒng)包括:激光器，發(fā)射預(yù)設(shè)波長(zhǎng)的激光；至少一套傳感探頭，用于將所述激光器發(fā)出的光照射到待測(cè)土壤表層，并收集待測(cè)土壤表面被激發(fā)至等離子態(tài)的光學(xué)信號(hào)；傳導(dǎo)光纖，連接于所述激光器與傳感探頭之間，以及所述傳感探頭與信號(hào)處理模塊之間，將所述激光器發(fā)出的光傳導(dǎo)至所述傳感探頭，以及將所述傳感探頭收集的光學(xué)信號(hào)傳送至信號(hào)處理模塊；信號(hào)處理模塊，用于根據(jù)所述傳感探頭收集的光學(xué)信號(hào)，計(jì)算所述待測(cè)土壤的氮素濃度。該發(fā)明的系統(tǒng)及方法省時(shí)、省力、實(shí)時(shí)性好且實(shí)用性強(qiáng)。該發(fā)明隧道環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在著成本高、綜合布線復(fù)雜、通信電纜選擇等實(shí)際工程問(wèn)題，限制了隨到環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展前景。
[0005]又如申請(qǐng)?zhí)枮椤?201210058950.0 ”的一種農(nóng)田微弱導(dǎo)航信息的圖像檢測(cè)方法及系統(tǒng)，涉及機(jī)器視覺(jué)導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域，所述方法包括以下步驟:S1:采集當(dāng)前農(nóng)田的待檢測(cè)圖像；S2:判斷所述待檢測(cè)圖像是否為第一幀圖像，若是，則進(jìn)行第一幀圖像的導(dǎo)航直線檢測(cè)，返回步驟SI，否則進(jìn)行非第一幀圖像的導(dǎo)航直線檢測(cè)；S3:根據(jù)所述非第一幀圖像的導(dǎo)航直線檢測(cè)的結(jié)果進(jìn)行田端檢測(cè)，判斷是否到達(dá)田端，若是，則結(jié)束檢測(cè)，否則，返回步驟SI。本發(fā)明通過(guò)針對(duì)具有微弱導(dǎo)航信息的農(nóng)田作業(yè)環(huán)境，利用小波變換與線形分析、前后幀相互關(guān)聯(lián)及分段Hough變換等方法，在農(nóng)田區(qū)域分界不明顯的情況下，實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)航路徑的圖像識(shí)別，并且檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確、穩(wěn)定和快速。該發(fā)明雖然實(shí)現(xiàn)了隨到環(huán)境的無(wú)線監(jiān)測(cè)與傳輸，但是功耗高，成本較高，檢測(cè)數(shù)據(jù)存在誤差，且缺少相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)控制，使大多數(shù)節(jié)點(diǎn)處于無(wú)用功狀態(tài)，在節(jié)能優(yōu)化上面仍存在很大的進(jìn)步空間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)【背景技術(shù)】的不足提供了一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)田信息自動(dòng)檢測(cè)及供電優(yōu)化方法的低成本、低功耗、高可靠性的隧道環(huán)境監(jiān)測(cè)方法。
[0007]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案:
基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)田信息自動(dòng)檢測(cè)及供電優(yōu)化方法，包含具體步驟如下:
步驟1，預(yù)設(shè)傳感器節(jié)點(diǎn)采集農(nóng)田信息參數(shù)閾值，傳感器節(jié)點(diǎn)供電電壓參數(shù)正常閾值；步驟2，監(jiān)控中心通過(guò)多個(gè)無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)分別實(shí)時(shí)進(jìn)行農(nóng)田信息、節(jié)點(diǎn)電量檢測(cè)，進(jìn)行農(nóng)田信息檢測(cè)時(shí)進(jìn)入步驟3，進(jìn)行節(jié)點(diǎn)電量檢測(cè)時(shí)進(jìn)入步驟4 ；
步驟3、匯聚節(jié)點(diǎn)將傳感器節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)霓r(nóng)田信息參數(shù)進(jìn)行接收、分析比較，對(duì)于采集數(shù)據(jù)參數(shù)在正常范圍內(nèi)的節(jié)點(diǎn)，通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸單元控制相對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)減少測(cè)量頻率，對(duì)于采集的數(shù)據(jù)參數(shù)超過(guò)正常范圍，則通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸單元控制相對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)增大測(cè)量頻率；
步驟4，將采集的傳感器節(jié)點(diǎn)供電電池輸出電壓參數(shù)與正常閾值進(jìn)行對(duì)比，若供電電池輸出電壓低于正常閾值，則啟動(dòng)太陽(yáng)能充電裝置對(duì)電池進(jìn)行充電，否則關(guān)閉太陽(yáng)能充電裝置。
[0008]作為本發(fā)明基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)田信息自動(dòng)檢測(cè)及供電優(yōu)化方法進(jìn)一步優(yōu)選方案，在步驟I中，所述農(nóng)田信息參數(shù)為土壤溫度和濕度。
[0009]作為本發(fā)明基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)田信息自動(dòng)檢測(cè)及供電優(yōu)化方法進(jìn)一步優(yōu)選方案，在步驟I中，所述傳感器節(jié)點(diǎn)供電電壓參數(shù)正常閾值為2.75V。
[0010]作為本發(fā)明基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)田信息自動(dòng)檢測(cè)及供電優(yōu)化方法進(jìn)一步優(yōu)選方案，采用溫濕度傳感器采集農(nóng)田土壤溫度和濕度。
[0011]作為本發(fā)明基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)田信息自動(dòng)檢測(cè)及供電優(yōu)化方法進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述溫濕度傳感器型號(hào)為SHT10。
[0012]本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果:
1、低功耗、低成本、高可靠性，利于構(gòu)建農(nóng)田信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能大大降低整個(gè)系統(tǒng)的成本，提高系統(tǒng)的靈活性和智能化；
2、傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)無(wú)線通信方式形成多跳、自組織的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，該自組網(wǎng)能力強(qiáng)，可實(shí)時(shí)同步對(duì)隧道環(huán)境的監(jiān)測(cè)參數(shù)；
3、能夠?qū)崟r(shí)的檢農(nóng)田中的溫度、濕度等環(huán)境因子成分含量和積累，能夠?qū)崟r(shí)對(duì)農(nóng)作物種植環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)；
4、節(jié)電供電采用太陽(yáng)能供電，并且能夠?qū)崟r(shí)分析電池電壓狀態(tài)，達(dá)到智能化的對(duì)電池進(jìn)行充電，有效地延長(zhǎng)了節(jié)點(diǎn)的使用壽命。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本發(fā)明的方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明:
如圖1所示，基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)田信息自動(dòng)檢測(cè)及供電優(yōu)化方法，包含具體步驟如下:
步驟1，預(yù)設(shè)傳感器節(jié)點(diǎn)采集農(nóng)田信息參數(shù)閾值，傳感器節(jié)點(diǎn)供電電壓參數(shù)正常閾值；步驟2，監(jiān)控中心通過(guò)多個(gè)無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)分別實(shí)時(shí)進(jìn)行農(nóng)田信息、節(jié)點(diǎn)電量檢測(cè)，進(jìn)行農(nóng)田