CN102780783B - 农作物生长环境信息实时感知和动态呈现***及方法 - Google Patents
农作物生长环境信息实时感知和动态呈现***及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102780783B CN102780783B CN201210284796.9A CN201210284796A CN102780783B CN 102780783 B CN102780783 B CN 102780783B CN 201210284796 A CN201210284796 A CN 201210284796A CN 102780783 B CN102780783 B CN 102780783B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- information
- crop growth
- growth environment
- node
- data
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000008447 perception Effects 0.000 title claims abstract description 78
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 48
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 50
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 51
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 44
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 claims description 39
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 claims description 39
- 230000008030 elimination Effects 0.000 claims description 23
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 claims description 23
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims description 21
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 18
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 claims description 17
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 15
- 230000004927 fusion Effects 0.000 claims description 13
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 12
- 238000013500 data storage Methods 0.000 claims description 11
- 238000010606 normalization Methods 0.000 claims description 9
- 238000007499 fusion processing Methods 0.000 claims description 4
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 4
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 claims description 3
- 230000010267 cellular communication Effects 0.000 claims description 3
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 claims description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 3
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract 3
- 230000032683 aging Effects 0.000 abstract 1
- 238000003062 neural network model Methods 0.000 description 6
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 4
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 241000894007 species Species 0.000 description 3
- 238000012549 training Methods 0.000 description 3
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- 241001505935 Phalaenopsis Species 0.000 description 2
- 244000127818 Phalaenopsis amabilis Species 0.000 description 2
- 238000012271 agricultural production Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000005311 autocorrelation function Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005314 correlation function Methods 0.000 description 1
- 238000007418 data mining Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000012613 in situ experiment Methods 0.000 description 1
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
Landscapes
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
本发明公开了一种农作物生长环境信息实时感知和动态呈现***及方法，其***包括多个组合式农作物生长环境感知节点和与多个组合式农作物生长环境感知节点连接的信息汇聚节点，以及与信息汇聚节点连接的数据服务***和与数据服务***连接的信息动态呈现***，每个组合式农作物生长环境感知节点的输入端均接有感知末端传感器；其方法包括步骤：一、农作物生长环境信息的实时采集；二、农作物生长环境信息的实时上传；三、农作物生长环境信息的分析处理；四、农作物生长环境信息的判断及判断结果的显示；五、农作物生长环境信息的动态呈现。本发明设计合理，操作方便，灵活性强，时效性强，准确度高，工作效率高，适用范围广，推广应用价值高。
Description
技术领域
本发明属于智能化农业技术领域，尤其是涉及一种农作物生长环境信息实时感知和动态呈现***及方法。
背景技术
目前农技工作人员对农作物的生长状况统计仍然停留在现地实验和观察，手工填写纸制质量表，手工统计数据和计算机简单计算阶段。由于不同农技人员的知识结构、测量工具、操作步骤的不同，加上诸多主观因素，致使这种工作模式产生的数据缺乏统一的标准、时效性低、准确性差，对农业生产指导作用有限，同时，工作效率低，对操作人员的专业技术要求高，极大的限制了其在农业生产中的推广应用。
许多农业相关科研单位在陆续开发面向精准农业的信息感知***。但是，这些感知***在实际应用中具有以下缺陷：一是作用地域有限、适应性不强。例如，针对蔬菜大棚的地表湿度传感***，针对花卉基地温度传感***，还有只是进行田间图像采集的田间影像***和微气象检测***等，这些***只是针对某个局部应用环境，适用范围十分有限，而且感知数据和感知参数固定，例如，蔬菜大棚专用的感知节点只对温度、湿度，花卉基地只对光照、温度，大田作物对土壤盐分、湿度等数据和参数比较重视。感知节点的环境适应性尤为脆弱，通常是在一定环境下可以正常使用，换一个不同的环境就不能正常工作，还没有出现能够灵活适应各种环境需要的、低成本、通用性相对较强的农作物生长环境信息实时感知***。
同时，现有智能农业用传感节点开发和研究面临窘境——传感器越多越好，节点散布越密越好。这样，无疑造成了数据冗余量急剧增大，数据挖掘能力又不够，致使花费宝贵资源采集来的数据基本没用，滚雪球一样地堆在数据库中，不知如何处理，这就存在“数据丰富而知识贫乏”的问题。
另外，现有技术中，许多智能农业感知***人机接口的科学性、动态性、互动性、人性化呈现能力不足。有些***只是简单的以数值的形式输出给用户，输出形式过于简单，例如单独采用液晶屏显、提示音等简单的形式，这对大多数专业水平不高的用户来说实用性不强；综合运用GIS技术和矢量图形技术进行解决的较少，将感知信息和时空数据进行必要处理再图形化呈现给用户的更是少见；访问和交互方式都比较单一，只是采用软件客户端、web客户端、智能手机客户端技术解决方案中的一种。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种设计新颖合理、使用操作方便、智能化程度高、灵活性强、适用范围广的农作物生长环境信息实时感知和动态呈现***。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种农作物生长环境信息实时感知和动态呈现***，其特征在于：包括由布设在农作物生长环境中的多个组合式农作物生长环境感知节点组成的无线传感器网络和与多个所述组合式农作物生长环境感知节点无线连接并将多个组合式农作物生长环境感知节点所采集数据打包后上传的信息汇聚节点，以及与信息汇聚节点通过有线或无线方式连接并通信的数据服务***和与数据服务***通过有线或无线方式连接并通信的信息动态呈现***，每个所述组合式农作物生长环境感知节点的输入端均接有对农作物生长环境信息实时感知的感知末端传感器；所述感知末端传感器为空气温度传感器、空气湿度传感器、土壤温度传感器、土壤湿度传感器、土壤盐分传感器、风向传感器、风速传感器、光照传感器、对运动物体距所述组合式农作物生长环境感知节点的距离进行采集的超声波传感器、对动植物热辐射进行采集的红外传感器、对声音进行采集的声音传感器、对人手接触进行感知的接近式传感器、对光线进行感知的光电开关和对农作物的叶面图像进行采集的图像采集器中的一个或多个的组合。
上述的农作物生长环境信息实时感知和动态呈现***，其特征在于：所述无线传感器网络的数量为多个，所述信息汇聚节点由移动信息汇聚节点和固定信息汇聚节点构成，所述移动信息汇聚节点和固定信息汇聚节点的数量均为一个或多个。
上述的农作物生长环境信息实时感知和动态呈现***，其特征在于：所述组合式农作物生长环境感知节点包括感知节点供电电源、第一无线传输模块和FPGA芯片以及嵌入FPGA芯片内的中央处理器、A/D转换器和第一数据存储器，所述第一无线传输模块、A/D转换器和第一数据存储器均与所述中央处理器相接，所述中央处理器的输入端接有用于连接感知末端传感器的数字信号输入接口和图像信号输入接口，所述A/D转换器的输入端接有用于连接感知末端传感器的模拟信号输入接口，所述第一无线传输模块、中央处理器、A/D转换器和第一数据存储器均与所述感知节点供电电源相接。
上述的农作物生长环境信息实时感知和动态呈现***，其特征在于：所述移动信息汇聚节点包括第一汇聚节点供电电源和第一微处理器模块，以及与第一微处理器模块相接的第二数据存储器、用于与第一无线传输模块无线连接并通信的第二无线传输模块和用于与固定信息汇聚节点无线连接并通信的第三无线传输模块；所述第一微处理器模块、第二数据存储器、第二无线传输模块和第三无线传输模块均与所述第一汇聚节点供电电源相接。
上述的农作物生长环境信息实时感知和动态呈现***，其特征在于：所述固定信息汇聚节点包括第二汇聚节点供电电源和第二微处理器模块，以及与第二微处理器模块相接的第三数据存储器、用于与第三无线传输模块无线连接并通信的第四无线传输模块和用于与数据服务***有线或无线连接并通信的通信电路模块；所述第二微处理器模块、第三数据存储器、第四无线传输模块和通信电路模块均与所述第二汇聚节点供电电源相接。
上述的农作物生长环境信息实时感知和动态呈现***，其特征在于：所述数据服务***包括Web服务器以及通过Internet网络或局域网与Web服务器相接并通信的环境感知信息库服务器、地理信息库服务器、农作物专家诊断***服务器和管理中心服务器，所述环境感知信息库服务器通过有线或无线方式与信息汇聚节点连接并通信，所述Web服务器通过有线或无线方式与信息动态呈现***连接并通信。
上述的农作物生长环境信息实时感知和动态呈现***，其特征在于：所述信息动态呈现***包括多台用于动态呈现农作物生长环境信息的信息动态呈现计算机和多部用于动态呈现农作物生长环境信息的信息动态呈现手机，多台所述信息动态呈现计算机均通过Internet网络或局域网与数据服务***连接并通信，多部所述信息动态呈现手机均通过Internet网络和3G蜂窝通信网络与数据服务***无线连接并通信。
本发明还提供了一种数据处理能力强、时效性高、准确度高、访问和交互方式多样化、推广应用价值高的农作物生长环境信息实时感知和动态呈现方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
步骤一、农作物生长环境信息的实时采集：通过多个所述组合式农作物生长环境感知节点分别对所述感知末端传感器所实时感知到的农作物生长环境信息进行实时采集，且多个所述组合式农作物生长环境感知节点以自组网方式组织成无线传感器网络，同时多个所述组合式农作物生长环境感知节点所采集数据周期性地传送至相应的移动信息汇聚节点，移动信息汇聚节点再将其接收到的数据传送至相应的固定信息汇聚节点；
步骤二、农作物生长环境信息的实时上传：通过所述固定信息汇聚节点将无线传感器网络内所有组合式农作物生长环境感知节点所采集数据打包后发送至数据服务***；
步骤三、农作物生长环境信息的分析处理：通过所述数据服务***接收各个固定信息汇聚节点所发送的数据，对数据进行存储及分析处理后得到农作物生长环境信息并存储，其具体过程如下：
步骤301、数据接收及存储：所述环境感知信息库服务器接收各个固定信息汇聚节点所发送的数据，并按照组合式农作物生长环境感知节点的ID将数据存储在该组合式农作物生长环境感知节点的感知信息原始表中；所述感知信息原始表预先存储在所述环境感知信息库服务器中；
步骤302、奇异值消除处理：所述环境感知信息库服务器调用奇异值消除处理模块且按照替代资源方法对各个组合式农作物生长环境感知节点所采集数据分别进行奇异值消除处理；
步骤303、归一化处理：所述环境感知信息库服务器调用归一化处理模块对经奇异值消除处理后的各个组合式农作物生长环境感知节点所采集数据分别进行归一化处理；
步骤304、属性约简处理：所述环境感知信息库服务器调用属性约简处理模块且按照粗糙集属性约简方法对经归一化处理后的各个组合式农作物生长环境感知节点所采集数据分别进行属性约简处理；
步骤305、数据融合：所述环境感知信息库服务器调用数据融合处理模块且按照自适应加权数据融合算法对各个组合式农作物生长环境感知节点所采集数据进行数据融合，得到农作物生长环境信息并进行存储；
步骤四、农作物生长环境信息的判断及判断结果的显示：所述管理中心服务器调用预先存储在农作物专家诊断***服务器中的农作物专家诊断***对步骤305中得到的农作物生长环境信息进行分析处理判断，得出农作物生长环境信息优、良、中、差的判断结果并对判断结果进行显示；
步骤五、农作物生长环境信息的动态呈现：多次重复步骤一至步骤四，完成时间段t内农作物生长环境信息的多次判断，然后，所述管理中心服务器调用折线图绘制模块、饼状图绘制模块或柱状图绘制模块，将时间段t内农作物生长环境信息的多次判断结果绘制成折线图、饼状图或柱状图，并与预先存储在地理信息库服务器中的农作物生长环境地理信息数据相叠加，得到叠加后的农作物生长环境动态电子地图并通过Web服务器发送到信息动态呈现***上进行动态显示。
上述的方法，其特征在于：步骤二中通过所述信息汇聚节点将无线传感器网络内所有组合式农作物生长环境感知节点所采集数据打包后发送至数据服务***的具体过程如下：
步骤201、通过所述移动信息汇聚节点判断在移动信息汇聚节点的无线信号覆盖范围内能与移动信息汇聚节点无线通信的组合式农作物生长环境感知节点的数量；
步骤202、当判断得出所述移动信息汇聚节点的无线信号覆盖范围内能与移动信息汇聚节点无线通信的组合式农作物生长环境感知节点的数量不足6个时，所述移动信息汇聚节点调用轮询通信模块并按照轮询通信方式遍历其无线信号覆盖范围内的组合式农作物生长环境感知节点，依次接收各个组合式农作物生长环境感知节点所传送的数据并将所有组合式农作物生长环境感知节点所采集数据打包后发送给固定信息汇聚节点；
当判断得出所述信息汇聚节点的无线信号覆盖范围内能与移动信息汇聚节点无线通信的组合式农作物生长环境感知节点的数量多于6个且不足120个时，所述移动信息汇聚节点调用跳频通信模块并按照跳频通信方式接收各个组合式农作物生长环境感知节点所传送的数据，并将所有组合式农作物生长环境感知节点所采集数据打包后发送给固定信息汇聚节点；
当判断得出所述移动信息汇聚节点的无线信号覆盖范围内能与移动信息汇聚节点无线通信的组合式农作物生长环境感知节点的数量多于120个时，首先，所述移动信息汇聚节点调用优先抢占节点设置模块并将多个所述组合式农作物生长环境感知节点中的关键几个设置为优先抢占节点，其余节点为非优先抢占节点；然后，所述移动信息汇聚节点调用跳频通信模块并按照跳频通信方式接收各个组合式农作物生长环境感知节点所传送的数据，并将所有组合式农作物生长环境感知节点所采集数据打包后发送给固定信息汇聚节点，在进行跳频通信的过程中，当发生信道抢占时，非优先抢占节点收到优先抢占节点发出的数据帧就主动避让，优先保证优先抢占节点数据的传送；
步骤203、所述固定信息汇聚节点接收所述移动信息汇聚节点发送的数据并进行打包后发送给数据服务***。
上述的方法，其特征在于：步骤302中所述环境感知信息库服务器调用奇异值消除处理模块且按照替代资源方法对各个组合式农作物生长环境感知节点所采集数据分别进行奇异值消除处理的过程如下：
步骤3021、所述环境感知信息库服务器调用奇异值判断模块判断组合式农作物生长环境感知节点的感知信息是否是奇异值并得出判断结果；
步骤3022、当判断得出组合式农作物生长环境感知节点的感知信息是奇异值时，所述环境感知信息库服务器按照组合式农作物生长环境感知节点的位置属性在容差范围内搜寻其它组合式农作物生长环境感知节点，当搜索到其它组合式农作物生长环境感知节点时，用搜索到的毗邻组合式农作物生长环境感知节点的感知信息替代奇异值的感知信息，然后，所述环境感知信息库服务器输出奇异值消除信息；当搜索不到其它组合式农作物生长环境感知节点时，通过所述管理中心服务器发出告警信号；
反之，当判断得出组合式农作物生长环境感知节点的感知信息不是奇异值时，所述管理中心服务器输出奇异值消除信息。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明提出的组合式农作物生长环境感知节点的可感知信息种类多，部署灵活，能根据不同的用户需求进行灵活增减部署接在其输入端的感知末端传感器，有效解决了现有感知***适应性不强的问题；而且，组合过程中，可选方案多样，操作简单，只须对节点配置方式进行剪裁，对节点的初始化配置可自动完成。
2、本发明采用了标准化的感知末端传感器实时感知农作物生长环境信息，能有效克服传统测量手段的人为因素影响，确保数据的科学性、准确性和时效性。
3、本发明提出的信息汇聚节点由移动信息汇聚节点和固定信息汇聚节点构成，具有良好的移动性支持，信息汇聚节点组成的网络健壮性强，解决了其它感知***只能固定部署的问题，在不影响***准确性和可靠性情况下，最大程度地满足了***的灵活性需要。
4、本发明采用了轮询通信方式、跳频通信方式和优先级抢占等多样化信道共享模式，能根据对某种信息的实时性要求级别设置其传送的优先级，保证在恶劣的无线条件环境下对用户主要关注信息的可靠传输。
5、本发明中的管理中心服务器采用预先存储在农作物专家诊断***服务器中的农作物专家诊断***对农作物生长环境信息进行分析处理判断，信息处理速度快，能够满足信息实时处理的要求，具有自学习和自组织功能，能适应检测环境的不断变化和检测信息的不确定性。
6、本发明中将农作物生长环境信息的判断结果与预先存储在地理信息库服务器中的农作物生长环境地理信息数据相叠加后输出，信息动态呈现***能够形象、直观地呈现出叠加后的农作物生长环境动态电子地图，大大增加了本***信息受众的范围。
7、本发明中的组合式农作物生长环境感知节点还具有功耗小、易维护、节省硬件资源、成本低等优势，便于大范围地部署，具有较好的实际推广应用价值。
8、本发明中的信息动态呈现***包括多台用于动态呈现农作物生长环境信息的信息动态呈现计算机和多部用于动态呈现农作物生长环境信息的信息动态呈现手机，访问和交互方式更加多样化。
综上所述，本发明设计新颖合理，使用操作方便，智能化程度高，灵活性强，时效性强，准确度高，工作效率高，访问和交互方式多样化，适用范围广，推广应用价值高。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明农作物生长环境信息实时感知和动态呈现***的电路框图。
图2为本发明组合式农作物生长环境感知节点的电路原理框图。
图3为本发明移动信息汇聚节点的电路原理框图。
图4为本发明固定信息汇聚节点的电路原理框图。
图5为本发明农作物生长环境信息实时感知和动态呈现方法的方法流程图。
附图标记说明:
1—组合式农作物生长环境感知节点；1-1—感知节点供电电源；
1-2—第一无线传输模块；1-3—FPGA芯片；
1-31—中央处理器；1-32—A/D转换器；
1-33—第一数据存储器；1-4—数字信号输入接口；
1-5—图像信号输入接口；1-6—模拟信号输入接口；
2—无线传感器网络；3—信息汇聚节点；
3-1—移动信息汇聚节点；3-11—第一汇聚节点供电电源；
3-12—第一微处理器模块；3-13—第二无线传输模块；
3-14—第三无线传输模块；3-15—第二数据存储器；
3-2—固定信息汇聚节点；3-21—第二汇聚节点供电电源；
3-22—第二微处理器模块；3-23—第四无线传输模块；
3-24—第三无线传输模块；3-25—第三数据存储器；
4—数据服务***；4-1—Web服务器；
4-2—环境感知信息库服务器；4-3—地理信息库服务器；
4-4—农作物专家诊断***服务器；4-5—管理中心服务器；
5—信息动态呈现***；5-1—信息动态呈现计算机；
5-2—信息动态呈现手机；6—感知末端传感器。
具体实施方式
如图1所示，本发明所述的农作物生长环境信息实时感知和动态呈现***，包括由布设在农作物生长环境中的多个组合式农作物生长环境感知节点1组成的无线传感器网络2和与多个所述组合式农作物生长环境感知节点1无线连接并将多个组合式农作物生长环境感知节点1所采集数据打包后上传的信息汇聚节点3，以及与信息汇聚节点3通过有线或无线方式连接并通信的数据服务***4和与数据服务***4通过有线或无线方式连接并通信的信息动态呈现***5，每个所述组合式农作物生长环境感知节点1的输入端均接有对农作物生长环境信息实时感知的感知末端传感器6；所述感知末端传感器6为空气温度传感器、空气湿度传感器、土壤温度传感器、土壤湿度传感器、土壤盐分传感器、风向传感器、风速传感器、光照传感器、对运动物体距所述组合式农作物生长环境感知节点1的距离进行采集的超声波传感器、对动植物热辐射进行采集的红外传感器、对声音进行采集的声音传感器、对人手接触进行感知的接近式传感器、对光线进行感知的光电开关和对农作物的叶面图像进行采集的图像采集器中的一个或多个的组合。
本实施例中，所述无线传感器网络2的数量为多个，所述信息汇聚节点3由移动信息汇聚节点3-1和固定信息汇聚节点3-2构成，所述移动信息汇聚节点3-1和固定信息汇聚节点3-2的数量均为一个或多个。
结合图2，本实施例中，所述组合式农作物生长环境感知节点1包括感知节点供电电源1-1、第一无线传输模块1-2、FPGA芯片1-3以及嵌入FPGA芯片1-3内的中央处理器1-31、A/D转换器1-32和第一数据存储器1-33，所述第一无线传输模块1-2、A/D转换器1-32和第一数据存储器1-33均与所述中央处理器1-31相接，所述中央处理器1-31的输入端接有用于连接感知末端传感器6的数字信号输入接口1-4和图像信号输入接口1-5，所述A/D转换器1-32的输入端接有用于连接感知末端传感器6的模拟信号输入接口1-6，所述第一无线传输模块1-2、中央处理器1-31、A/D转换器1-32和第一数据存储器1-33均与所述感知节点供电电源1-1相接。
结合图3，本实施例中，所述移动信息汇聚节点3-1包括第一汇聚节点供电电源3-11和第一微处理器模块3-12，以及与第一微处理器模块3-12相接的第二数据存储器3-15、用于与第一无线传输模块1-2无线连接并通信的第二无线传输模块3-13和用于与固定信息汇聚节点3-2无线连接并通信的第三无线传输模块3-14；所述第一微处理器模块3-12、第二数据存储器3-15、第二无线传输模块3-13和第三无线传输模块3-14均与所述第一汇聚节点供电电源3-11相接。
结合图4，本实施例中，所述固定信息汇聚节点3-2包括第二汇聚节点供电电源3-21和第二微处理器模块3-22，以及与第二微处理器模块3-22相接的第三数据存储器3-25、用于与第三无线传输模块3-24无线连接并通信的第四无线传输模块3-23和用于与数据服务***4有线或无线连接并通信的通信电路模块3-24；所述第二微处理器模块3-22、第三数据存储器3-25、第四无线传输模块3-23和通信电路模块3-24均与所述第二汇聚节点供电电源3-21相接。
具体地，本实施例中，所述第一微处理器模块3-12和第二微处理器模块3-22均为DSP数字信号处理器。
本实施例中，所述数据服务***4包括Web服务器4-1以及通过Internet网络或局域网与Web服务器4-1相接并通信的环境感知信息库服务器4-2、地理信息库服务器4-3、农作物专家诊断***服务器4-4和管理中心服务器4-5，所述环境感知信息库服务器4-2通过有线或无线方式与信息汇聚节点3连接并通信，所述Web服务器4-1通过有线或无线方式与信息动态呈现***5连接并通信。所述信息动态呈现***5包括多台用于动态呈现农作物生长环境信息的信息动态呈现计算机5-1和多部用于动态呈现农作物生长环境信息的信息动态呈现手机5-2，多台所述信息动态呈现计算机5-1均通过Internet网络或局域网与数据服务***4连接并通信，多部所述信息动态呈现手机5-2均通过Internet网络和3G蜂窝通信网络与数据服务***4无线连接并通信。
结合图5，本发明所述的农作物生长环境信息实时感知和动态呈现方法，包括以下步骤：
步骤一、农作物生长环境信息的实时采集：通过多个所述组合式农作物生长环境感知节点1分别对所述感知末端传感器6所实时感知到的农作物生长环境信息进行实时采集，且多个所述组合式农作物生长环境感知节点1以自组网方式组织成无线传感器网络2，同时多个所述组合式农作物生长环境感知节点1所采集数据周期性地传送至相应的移动信息汇聚节点3-1，移动信息汇聚节点3-1再将其接收到的数据传送至相应的固定信息汇聚节点3-2；
步骤二、农作物生长环境信息的实时上传：通过所述固定信息汇聚节点3-2将无线传感器网络2内所有组合式农作物生长环境感知节点1所采集数据打包后发送至数据服务***4；
本实施例中，步骤二中通过所述信息汇聚节点3将无线传感器网络2内所有组合式农作物生长环境感知节点1所采集数据打包后发送至数据服务***4的具体过程如下：
步骤201、通过所述移动信息汇聚节点3-1判断在移动信息汇聚节点3-1的无线信号覆盖范围内能与移动信息汇聚节点3-1无线通信的组合式农作物生长环境感知节点1的数量；
步骤202、当判断得出所述移动信息汇聚节点3-1的无线信号覆盖范围内能与移动信息汇聚节点3-1无线通信的组合式农作物生长环境感知节点1的数量不足6个时，所述移动信息汇聚节点3-1调用轮询通信模块并按照轮询通信方式遍历其无线信号覆盖范围内的组合式农作物生长环境感知节点1，依次接收各个组合式农作物生长环境感知节点1所传送的数据并将所有组合式农作物生长环境感知节点1所采集数据打包后发送给固定信息汇聚节点3-2；
当判断得出所述信息汇聚节点3的无线信号覆盖范围内能与移动信息汇聚节点3-1无线通信的组合式农作物生长环境感知节点1的数量多于6个且不足120个时，所述移动信息汇聚节点3-1调用跳频通信模块并按照跳频通信方式接收各个组合式农作物生长环境感知节点1所传送的数据，并将所有组合式农作物生长环境感知节点1所采集数据打包后发送给固定信息汇聚节点3-2；
当判断得出所述移动信息汇聚节点3-1的无线信号覆盖范围内能与移动信息汇聚节点3-1无线通信的组合式农作物生长环境感知节点1的数量多于120个时，首先，所述移动信息汇聚节点3-1调用优先抢占节点设置模块并将多个所述组合式农作物生长环境感知节点1中的关键几个设置为优先抢占节点，其余节点为非优先抢占节点；然后，所述移动信息汇聚节点3-1调用跳频通信模块并按照跳频通信方式接收各个组合式农作物生长环境感知节点1所传送的数据，并将所有组合式农作物生长环境感知节点1所采集数据打包后发送给固定信息汇聚节点3-2，在进行跳频通信的过程中，当发生信道抢占时，非优先抢占节点收到优先抢占节点发出的数据帧就主动避让，优先保证优先抢占节点数据的传送；
具体实施时，所述移动信息汇聚节点3-1采用分布在2.4GHz周围(无线免费频段)的6个不同频率范围的通信信道与组合式农作物生长环境感知节点1进行通信，且6个不同频率范围的通信信道按照频率从低到高依次编号为信道0～信道5。所述移动信息汇聚节点3-1调用跳频通信模块并按照跳频通信方式接收各个组合式农作物生长环境感知节点1所传送数据的具体过程是：所述移动信息汇聚节点3-1从6个不同频率范围的通信信道中固定选择一个频率范围的信道(一般是6个不同频率范围的通信信道中频率最低的信道，即信道0)用于传输移动信息汇聚节点3-1和各个组合式农作物生长环境感知节点1的同步信号和控制信号，另外5个信道用于传输各个组合式农作物生长环境感知节点1所传送的数据，且另外5个信道按照组合式农作物生长环境感知节点1通过信道0向移动信息汇聚节点3-1传输的非“0”的随机数进行使用。具体地，多个组合式农作物生长环境感知节点1中的一个通过信道0向移动信息汇聚节点3-1发送一个非“0”的随机数，该移动信息汇聚节点3-1接收该随机数并从跳频通信表中选择出与该非“0”的随机数所对应的跳频序列发送给该组合式农作物生长环境感知节点1，该组合式农作物生长环境感知节点1就利用这个跳频序列同该移动信息汇聚节点3-1实施跳频通信。其中，每个非“0”的随机数都对应有一个跳频序列，所述跳频通信表的构建方法如下：将每个通信周期分为5个时间段，对于第一个通信周期的第一个时间段，有5个信道供选择，选择了一个信道后，为了避免干扰，后面的时间段就不再选择这个信道了，这样，对于第二个时间段就有4个信道供选择，依次类推，按照这种方式计算，跳频通信表共能产生5×4×3×2×1＝120个序列，也就是说这种通信方式最多能容纳120个组合式农作物生长环境感知节点1。这些组合式农作物生长环境感知节点1可以按照跳频序列周期性地使用5个通信信道进行数据传输。所述移动信息汇聚节点3-1调用优先抢占节点设置模块并将多个所述组合式农作物生长环境感知节点1中的关键几个设置为优先抢占节点，其方法是：多个所述组合式农作物生长环境感知节点1中的关键几个通过信道0向移动信息汇聚节点3-1传输数据“0”，非优先抢占节点在从信道0收到数据“0”所对应的跳频序列时，在10秒内不向移动信息汇聚节点3-1发送信道使用请求，正在发送数据的非优先抢占节点立刻中止数据发送，10秒后再重新传送，这样，就保证了优先抢占节点数据的传送。
步骤203、所述固定信息汇聚节点3-2接收所述移动信息汇聚节点3-1发送的数据并进行打包后发送给数据服务***4。
步骤三、农作物生长环境信息的分析处理：通过所述数据服务***4接收各个固定信息汇聚节点3-2所发送的数据，对数据进行存储及分析处理后得到农作物生长环境信息并存储，其具体过程如下：
步骤301、数据接收及存储：所述环境感知信息库服务器4-2接收各个固定信息汇聚节点3-2所发送的数据，并按照组合式农作物生长环境感知节点1的ID将数据存储在该组合式农作物生长环境感知节点1的感知信息原始表中；所述感知信息原始表预先存储在所述环境感知信息库服务器4-2中；
步骤302、奇异值消除处理：所述环境感知信息库服务器4-2调用奇异值消除处理模块且按照替代资源方法对各个组合式农作物生长环境感知节点1所采集数据分别进行奇异值消除处理；
本实施例中，步骤302中所述环境感知信息库服务器4-2调用奇异值消除处理模块且按照替代资源方法对各个组合式农作物生长环境感知节点1所采集数据分别进行奇异值消除处理的过程如下：
步骤3021、所述环境感知信息库服务器4-2调用奇异值判断模块判断组合式农作物生长环境感知节点1的感知信息是否是奇异值并得出判断结果；
步骤3022、当判断得出组合式农作物生长环境感知节点1的感知信息是奇异值时，所述环境感知信息库服务器4-2按照组合式农作物生长环境感知节点1的位置属性在容差范围内搜寻其它组合式农作物生长环境感知节点1，当搜索到其它组合式农作物生长环境感知节点1时，用搜索到的毗邻组合式农作物生长环境感知节点1的感知信息替代奇异值的感知信息，然后，所述环境感知信息库服务器4-2输出奇异值消除信息；当搜索不到其它组合式农作物生长环境感知节点1时，通过所述管理中心服务器4-5发出告警信号；
反之，当判断得出组合式农作物生长环境感知节点1的感知信息不是奇异值时，所述管理中心服务器4-5输出奇异值消除信息。
步骤303、归一化处理：所述环境感知信息库服务器4-2调用归一化处理模块对经奇异值消除处理后的各个组合式农作物生长环境感知节点1所采集数据分别进行归一化处理；
步骤304、属性约简处理：所述环境感知信息库服务器4-2调用属性约简处理模块且按照粗糙集属性约简方法对经归一化处理后的各个组合式农作物生长环境感知节点1所采集数据分别进行属性约简处理；
步骤305、数据融合：所述环境感知信息库服务器4-2调用数据融合处理模块且按照自适应加权数据融合算法对各个组合式农作物生长环境感知节点1所采集数据进行数据融合，得到农作物生长环境信息并进行存储；
本实施例中，步骤305中所述环境感知信息库服务器4-2调用数据融合处理模块且按照自适应加权数据融合算法对各个组合式农作物生长环境感知节点1所采集数据进行数据融合的过程如下：
步骤3051、构造自适应加权融合估计模型：设n个感知末端传感器6中n个某一环境变量传感器对某一环境变量(例如空气温度、空气湿度、土壤温度、土壤湿度、土壤盐分、风向、风速或光照中的一种)的测量值分别为x1,x2,...,xn,且x1,x2,...,xn彼此相互独立，所要估计的真值为X，各个某一环境变量传感器的加权因子分别为W1,W2,...,Wn,融合后的值和加权因子满足公式： 因此，总均方误差σ2为：
步骤3052、求解测量值x1,x2,...,xn的最优估计值：首先，根据多元函数极值理论，求解总均方误差σ2最小时所对应的加权因子Wi,(i＝1,2,...,n)为：
其中，为第i个某一环境变量传感器测量值xi误差的方差，且σi 2＝Ri,i-Ri,j，Ri,i为第i个某一环境变量传感器的测量值xi的自相关函数且Ri,i＝E[xi 2]＝E[X2]+σi 2，Ri,j为第i个某一环境变量传感器的测量值xi与第j个某一环境变量传感器的测量值xj的互相关函数且Ri,j＝E[xixj]＝E[X2](其中假定Xi,Xj是相互对立的随机变量，其误差变量均值为零)；然后，将求解出的总均方误差σ2最小时所对应的加权因子Wi,(i＝1,2,...,n)代入步骤3051中构造自适应加权融合估计模型中，得到测量值x1,x2,...,xn的最优估计值。
步骤四、农作物生长环境信息的判断及判断结果的显示：所述管理中心服务器4-5调用预先存储在农作物专家诊断***服务器4-4中的农作物专家诊断***实对步骤305中得到的农作物生长环境信息进行分析处理判断，得出农作物生长环境信息优、良、中、差的判断结果并对判断结果进行显示；
本实施例中，步骤四中预先存储在农作物专家诊断***服务器4-4中的农作物专家诊断***的构建方法是：针对不同种类的农作物，利用以往人工收集的大量较为成功的经验值(一般选取50组数据，不同种类的农作物所选取的数据数量不同，可以从本发明所述空气温度传感器、空气湿度传感器、土壤温度传感器、土壤湿度传感器、土壤盐分传感器、风向传感器、风速传感器、光照传感器、超声波传感器、红外传感器、声音传感器、接近式传感器、光电开关和图像采集器14种传感器中根据需要选取)作为BP神经网络模型的输入和输出训练样本，对BP神经网络进行学习训练，计算出BP神经网络的相应参数，每种农作物一个专用BP神经网络模型，构成了所述农作物专家诊断***。
步骤四中所述管理中心服务器4-5调用预先存储在农作物专家诊断***服务器4-4中的农作物专家诊断***对步骤三中得到的农作物生长环境信息进行分析处理判断的过程如下：
步骤401、所述管理中心服务器4-5读取步骤三中得到的存储在环境感知信息库服务器4-2中的农作物生长环境信息；
步骤402、所述管理中心服务器4-5调用农作物种类判断模块对其读取到的农作物生长环境信息进行分析判断，得出农作物的种类，并针对该种农作物从农作物专家诊断***中选取出之前训练好的该种农作物的BP神经网络模型，利用该BP神经网络模型进行推理和决策判断，得出农作物生长环境信息优、良、中、差的判断结果；
步骤402中农作物生长环境信息优、良、中、差的判断结果采用2位二进制值来表示，11表示优，意思是农作物生长环境信息非常适合该农作物生长的要求；10表示良，意思是农作物生长环境信息适合该农作物生长的要求；01表示中，意思是农作物生长环境信息基本达到该农作物生长要求，但需要优化；00表示差，意思是农作物生长环境信息不适合农作物生长要求。
以红日蝴蝶兰为例，依据农技部门提供的人工数据，从中选取了50组经验值作为输入和输出训练样本训练BP神经网络，从而得出了适合红日蝴蝶兰的BP神经网络模型，其中输入是2个量：温度和湿度，输出是3bit，用来表示对于该种农作物，2个输入量优、良、中、差的8种组合情况。表示方法为3bit的前一位表示输入量类型，如0表示温度，1表示湿度；后两位表示相应类型的判断结论，11表示优，10表示良，01表示中，00表示差。然后，可以按照BP神经网络模型给出的加权方式给出最终判断结论。
实际应用时，如果要测试当前大棚种植条件是否适合红日蝴蝶兰，则可将温度和湿度作为输入，调用红日蝴蝶兰的专用BP神经网络进行判断，如果输入数据是：大棚种植温度18℃～28℃，相对湿度在60％～70％，则BP神经网络输出结果为011和111和0111，最终判断结论为11，即输出提示为最佳种植条件；如果输入数据与标准值相差太远则会输出000和100，最终判断结论为00，即表示种植条件很差。
步骤五、农作物生长环境信息的动态呈现：多次重复步骤一至步骤四，完成时间段t内农作物生长环境信息的多次判断，然后，所述管理中心服务器4-5调用折线图绘制模块、饼状图绘制模块或柱状图绘制模块，将时间段t内农作物生长环境信息的多次判断结果绘制成折线图、饼状图或柱状图，并与预先存储在地理信息库服务器4-3中的农作物生长环境地理信息数据相叠加，得到叠加后的农作物生长环境动态电子地图并通过Web服务器4-1发送到信息动态呈现***5上进行动态显示。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (7)
1.一种农作物生长环境信息实时感知和动态呈现方法，该方法采用的***包括由布设在农作物生长环境中的多个组合式农作物生长环境感知节点(1)组成的无线传感器网络(2)和与多个所述组合式农作物生长环境感知节点(1)无线连接并将多个组合式农作物生长环境感知节点(1)所采集数据打包后上传的信息汇聚节点(3)，以及与信息汇聚节点(3)通过有线或无线方式连接并通信的数据服务***(4)和与数据服务***(4)通过有线或无线方式连接并通信的信息动态呈现***(5)，每个所述组合式农作物生长环境感知节点(1)的输入端均接有对农作物生长环境信息实时感知的感知末端传感器(6)；所述感知末端传感器(6)为空气温度传感器、空气湿度传感器、土壤温度传感器、土壤湿度传感器、土壤盐分传感器、风向传感器、风速传感器、光照传感器、对运动物体距所述组合式农作物生长环境感知节点(1)的距离进行采集的超声波传感器、对动植物热辐射进行采集的红外传感器、对声音进行采集的声音传感器、对人手接触进行感知的接近式传感器、对光线进行感知的光电开关和对农作物的叶面图像进行采集的图像采集器中的一个或多个的组合；所述无线传感器网络(2)的数量为多个，所述信息汇聚节点(3)由移动信息汇聚节点(3-1)和固定信息汇聚节点(3-2)构成，所述移动信息汇聚节点(3-1)和固定信息汇聚节点(3-2)的数量均为一个或多个；所述数据服务***(4)包括Web服务器(4-1)以及通过Internet网络或局域网与Web服务器(4-1)相接并通信的环境感知信息库服务器(4-2)、地理信息库服务器(4-3)、农作物专家诊断***服务器(4-4)和管理中心服务器(4-5)，所述环境感知信息库服务器(4-2)通过有线或无线方式与信息汇聚节点(3)连接并通信，所述Web服务器(4-1)通过有线或无线方式与信息动态呈现***(5)连接并通信；其特征在于该方法包括以下步骤：
步骤一、农作物生长环境信息的实时采集：通过多个所述组合式农作物生长环境感知节点(1)分别对所述感知末端传感器(6)所实时感知到的农作物生长环境信息进行实时采集，且多个所述组合式农作物生长环境感知节点(1)以自组网方式组织成无线传感器网络(2)，同时多个所述组合式农作物生长环境感知节点(1)所采集数据周期性地传送至相应的移动信息汇聚节点(3-1)，移动信息汇聚节点(3-1)再将其接收到的数据传送至相应的固定信息汇聚节点(3-2)；
步骤二、农作物生长环境信息的实时上传：通过所述固定信息汇聚节点(3-2)将无线传感器网络(2)内所有组合式农作物生长环境感知节点(1)所采集数据打包后发送至数据服务***(4)；
步骤三、农作物生长环境信息的分析处理：通过所述数据服务***(4)接收各个固定信息汇聚节点(3-2)所发送的数据，对数据进行存储及分析处理后得到农作物生长环境信息并存储，其具体过程如下：
步骤301、数据接收及存储：所述环境感知信息库服务器(4-2)接收各个固定信息汇聚节点(3-2)所发送的数据，并按照组合式农作物生长环境感知节点(1)的ID将数据存储在该组合式农作物生长环境感知节点(1)的感知信息原始表中；所述感知信息原始表预先存储在所述环境感知信息库服务器(4-2)中；
步骤302、奇异值消除处理：所述环境感知信息库服务器(4-2)调用奇异值消除处理模块且按照替代资源方法对各个组合式农作物生长环境感知节点(1)所采集数据分别进行奇异值消除处理；
步骤303、归一化处理：所述环境感知信息库服务器(4-2)调用归一化处理模块对经奇异值消除处理后的各个组合式农作物生长环境感知节点(1)所采集数据分别进行归一化处理；
步骤304、属性约简处理：所述环境感知信息库服务器(4-2)调用属性约简处理模块且按照粗糙集属性约简方法对经归一化处理后的各个组合式农作物生长环境感知节点(1)所采集数据分别进行属性约简处理；
步骤305、数据融合：所述环境感知信息库服务器(4-2)调用数据融合处理模块且按照自适应加权数据融合算法对各个组合式农作物生长环境感知节点(1)所采集数据进行数据融合，得到农作物生长环境信息并进行存储；
步骤四、农作物生长环境信息的判断及判断结果的显示：所述管理中心服务器(4-5)调用预先存储在农作物专家诊断***服务器(4-4)中的农作物专家诊断***对步骤305中得到的农作物生长环境信息进行分析处理判断，得出农作物生长环境信息优、良、中、差的判断结果并对判断结果进行显示；
步骤五、农作物生长环境信息的动态呈现：多次重复步骤一至步骤四，完成时间段t内农作物生长环境信息的多次判断，然后，所述管理中心服务器(4-5)调用折线图绘制模块、饼状图绘制模块或柱状图绘制模块，将时间段t内农作物生长环境信息的多次判断结果绘制成折线图、饼状图或柱状图，并与预先存储在地理信息库服务器(4-3)中的农作物生长环境地理信息数据相叠加，得到叠加后的农作物生长环境动态电子地图并通过Web服务器(4-1)发送到信息动态呈现***(5)上进行动态显示。
2.按照权利要求1所述的农作物生长环境信息实时感知和动态呈现方法，其特征在于：所述组合式农作物生长环境感知节点(1)包括感知节点供电电源(1-1)、第一无线传输模块(1-2)和FPGA芯片(1-3)以及嵌入FPGA芯片(1-3)内的中央处理器(1-31)、A/D转换器(1-32)和第一数据存储器(1-33)，所述第一无线传输模块(1-2)、A/D转换器(1-32)和第一数据存储器(1-33)均与所述中央处理器(1-31)相接，所述中央处理器(1-31)的输入端接有用于连接感知末端传感器(6)的数字信号输入接口(1-4)和图像信号输入接口(1-5)，所述A/D转换器(1-32)的输入端接有用于连接感知末端传感器(6)的模拟信号输入接口(1-6)，所述第一无线传输模块(1-2)、中央处理器(1-31)、A/D转换器(1-32)和第一数据存储器(1-33)均与所述感知节点供电电源(1-1)相接。
3.按照权利要求2所述的农作物生长环境信息实时感知和动态呈现方法，其特征在于：所述移动信息汇聚节点(3-1)包括第一汇聚节点供电电源(3-11)和第一微处理器模块(3-12)，以及与第一微处理器模块(3-12)相接的第二数据存储器(3-15)、用于与第一无线传输模块(1-2)无线连接并通信的第二无线传输模块(3-13)和用于与固定信息汇聚节点(3-2)无线连接并通信的第三无线传输模块(3-14)；所述第一微处理器模块(3-12)、第二数据存储器(3-15)、第二无线传输模块(3-13)和第三无线传输模块(3-14)均与所述第一汇聚节点供电电源(3-11)相接。
4.按照权利要求3所述的农作物生长环境信息实时感知和动态呈现方法，其特征在于：所述固定信息汇聚节点(3-2)包括第二汇聚节点供电电源(3-21)和第二微处理器模块(3-22)，以及与第二微处理器模块(3-22)相接的第三数据存储器(3-25)、用于与第三无线传输模块(3-24)无线连接并通信的第四无线传输模块(3-23)和用于与数据服务***(4)有线或无线连接并通信的通信电路模块(3-24)；所述第二微处理器模块(3-22)、第三数据存储器(3-25)、第四无线传输模块(3-23)和通信电路模块(3-24)均与所述第二汇聚节点供电电源(3-21)相接。
5.按照权利要求1所述的农作物生长环境信息实时感知和动态呈现方法，其特征在于：所述信息动态呈现***(5)包括多台用于动态呈现农作物生长环境信息的信息动态呈现计算机(5-1)和多部用于动态呈现农作物生长环境信息的信息动态呈现手机(5-2)，多台所述信息动态呈现计算机(5-1)均通过Internet网络或局域网与数据服务***(4)连接并通信，多部所述信息动态呈现手机(5-2)均通过Internet网络和3G蜂窝通信网络与数据服务***(4)无线连接并通信。
6.按照权利要求1所述的农作物生长环境信息实时感知和动态呈现方法，其特征在于：步骤二中通过所述信息汇聚节点(3)将无线传感器网络(2)内所有组合式农作物生长环境感知节点(1)所采集数据打包后发送至数据服务***(4)的具体过程如下：
步骤201、通过所述移动信息汇聚节点(3-1)判断在移动信息汇聚节点(3-1)的无线信号覆盖范围内能与移动信息汇聚节点(3-1)无线通信的组合式农作物生长环境感知节点(1)的数量；
步骤202、当判断得出所述移动信息汇聚节点(3-1)的无线信号覆盖范围内能与移动信息汇聚节点(3-1)无线通信的组合式农作物生长环境感知节点(1)的数量不足6个时，所述移动信息汇聚节点(3-1)调用轮询通信模块并按照轮询通信方式遍历其无线信号覆盖范围内的组合式农作物生长环境感知节点(1)，依次接收各个组合式农作物生长环境感知节点(1)所传送的数据并将所有组合式农作物生长环境感知节点(1)所采集数据打包后发送给固定信息汇聚节点(3-2)；
当判断得出所述信息汇聚节点(3)的无线信号覆盖范围内能与移动信息汇聚节点(3-1)无线通信的组合式农作物生长环境感知节点(1)的数量多于6个且不足120个时，所述移动信息汇聚节点(3-1)调用跳频通信模块并按照跳频通信方式接收各个组合式农作物生长环境感知节点(1)所传送的数据，并将所有组合式农作物生长环境感知节点(1)所采集数据打包后发送给固定信息汇聚节点(3-2)；
当判断得出所述移动信息汇聚节点(3-1)的无线信号覆盖范围内能与移动信息汇聚节点(3-1)无线通信的组合式农作物生长环境感知节点(1)的数量多于120个时，首先，所述移动信息汇聚节点(3-1)调用优先抢占节点设置模块并将多个所述组合式农作物生长环境感知节点(1)中的关键几个设置为优先抢占节点，其余节点为非优先抢占节点；然后，所述移动信息汇聚节点(3-1)调用跳频通信模块并按照跳频通信方式接收各个组合式农作物生长环境感知节点(1)所传送的数据，并将所有组合式农作物生长环境感知节点(1)所采集数据打包后发送给固定信息汇聚节点(3-2)，在进行跳频通信的过程中，当发生信道抢占时，非优先抢占节点收到优先抢占节点发出的数据帧就主动避让，优先保证优先抢占节点数据的传送；
步骤203、所述固定信息汇聚节点(3-2)接收所述移动信息汇聚节点(3-1)发送的数据并进行打包后发送给数据服务***(4)。
7.按照权利要求1所述的农作物生长环境信息实时感知和动态呈现方法，其特征在于：步骤302中所述环境感知信息库服务器(4-2)调用奇异值消除处理模块且按照替代资源方法对各个组合式农作物生长环境感知节点(1)所采集数据分别进行奇异值消除处理的过程如下：
步骤3021、所述环境感知信息库服务器(4-2)调用奇异值判断模块判断组合式农作物生长环境感知节点(1)的感知信息是否是奇异值并得出判断结果；
步骤3022、当判断得出组合式农作物生长环境感知节点(1)的感知信息是奇异值时，所述环境感知信息库服务器(4-2)按照组合式农作物生长环境感知节点(1)的位置属性在容差范围内搜寻其它组合式农作物生长环境感知节点(1)，当搜索到其它组合式农作物生长环境感知节点(1)时，用搜索到的毗邻组合式农作物生长环境感知节点(1)的感知信息替代奇异值的感知信息，然后，所述环境感知信息库服务器(4-2)输出奇异值消除信息；当搜索不到其它组合式农作物生长环境感知节点(1)时，通过所述管理中心服务器(4-5)发出告警信号；
反之，当判断得出组合式农作物生长环境感知节点(1)的感知信息不是奇异值时，所述管理中心服务器(4-5)输出奇异值消除信息。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210284796.9A CN102780783B (zh) | 2012-08-11 | 2012-08-11 | 农作物生长环境信息实时感知和动态呈现***及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210284796.9A CN102780783B (zh) | 2012-08-11 | 2012-08-11 | 农作物生长环境信息实时感知和动态呈现***及方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102780783A CN102780783A (zh) | 2012-11-14 |
| CN102780783B true CN102780783B (zh) | 2015-11-11 |
Family
ID=47125535
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210284796.9A Expired - Fee Related CN102780783B (zh) | 2012-08-11 | 2012-08-11 | 农作物生长环境信息实时感知和动态呈现***及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102780783B (zh) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104714487A (zh) * | 2013-12-11 | 2015-06-17 | 镇江金钛软件有限公司 | 一种手机采集***及方法 |
| CN105955079A (zh) * | 2016-05-16 | 2016-09-21 | 苏州铭冠软件科技有限公司 | 一种基于物联网的农业作物良种选型*** |
| CN108307399A (zh) * | 2018-01-30 | 2018-07-20 | 深圳森阳环保材料科技有限公司 | 红树林生长环境无线监测*** |
| CN109240248A (zh) * | 2018-11-07 | 2019-01-18 | 吉林农业科技学院 | 一种基于智能数据处理的菌类生产控制*** |
| CN110337082B (zh) * | 2019-04-22 | 2020-09-01 | 北京邮电大学 | 基于环境的家禽饲养监测传感网络的发送速率调整方法 |
| CN110719316A (zh) * | 2019-09-05 | 2020-01-21 | 上海上实龙创智慧能源科技股份有限公司 | 一种基于NB-IoT的分布式测控*** |
| CN111105083A (zh) * | 2019-12-11 | 2020-05-05 | 成都信息工程大学 | 一种基于数据挖掘的农作物生长预警的方法及装置 |
| CN111290405B (zh) * | 2020-03-25 | 2023-05-30 | 仲恺农业工程学院 | 突发任务的农情获取边缘服务器移动机器人调度方法及*** |
| CN113870529B (zh) * | 2021-08-23 | 2023-06-09 | 湖北工程学院 | 应对强风的园林监测方法、装置、设备及存储介质 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101399734A (zh) * | 2008-07-21 | 2009-04-01 | 北京农业信息技术研究中心 | 一种农田土壤信息采集***和方法 |
| CN102006323A (zh) * | 2010-11-19 | 2011-04-06 | 上海波顿无线传感技术有限公司 | 环境监测物联网*** |
| CN202721707U (zh) * | 2012-08-11 | 2013-02-06 | 王喆 | 农作物生长环境信息实时感知和动态呈现*** |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI368190B (en) * | 2008-04-03 | 2012-07-11 | Univ Nat Taiwan | Wireless-communication distant ecosystem monitoring system |
-
2012
- 2012-08-11 CN CN201210284796.9A patent/CN102780783B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101399734A (zh) * | 2008-07-21 | 2009-04-01 | 北京农业信息技术研究中心 | 一种农田土壤信息采集***和方法 |
| CN102006323A (zh) * | 2010-11-19 | 2011-04-06 | 上海波顿无线传感技术有限公司 | 环境监测物联网*** |
| CN202721707U (zh) * | 2012-08-11 | 2013-02-06 | 王喆 | 农作物生长环境信息实时感知和动态呈现*** |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102780783A (zh) | 2012-11-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102780783B (zh) | 农作物生长环境信息实时感知和动态呈现***及方法 | |
| US8078711B2 (en) | Front-end gateway unit for remote ecological environment monitoring system | |
| CN104396865B (zh) | 母猪发情远程自动监测***和方法 | |
| CN205301934U (zh) | 一种设施农业物联网环境测控装置 | |
| CN103167414B (zh) | 基于智能手机参与感知的气象信息服务***及其实现方法 | |
| US20160301991A1 (en) | Nodal dynamic data acquisition and dissemination | |
| CN103985056B (zh) | Wsn农田自由分区农产品生产履历采集方法及*** | |
| CN101894220A (zh) | 一种畜禽健康状况数据采集*** | |
| de Oliveira et al. | Wireless sensor network for smart agriculture using ZigBee protocol | |
| CN106974625A (zh) | 基于智能养殖场动物体温监测***、异常体温识别方法和异常体温区域定位方法 | |
| CN103336509A (zh) | 小麦四情监控调度*** | |
| CN104921710A (zh) | 学生静态生理参数远程监控***及其远程监控方法 | |
| CN106210145A (zh) | 一种基于物联网的农业环境监控***及方法 | |
| CN107633883A (zh) | 一种基于大数据分析的人体健康度评价方法 | |
| CN111935124A (zh) | 一种应用于智慧城市的多源异构数据压缩方法 | |
| Ghobakhlou et al. | Development of environmental monitoring system with wireless sensor networks | |
| Wang et al. | Wireless sensor networks (WSNs) in the agricultural and food industries | |
| CN105510610A (zh) | 一种基于无线传感器网络的远程水质监测***及控制方法 | |
| CN202721707U (zh) | 农作物生长环境信息实时感知和动态呈现*** | |
| CN203276349U (zh) | 一种自习室人数智能查询装置 | |
| Wan | Research on the model for crop water requirements in wireless sensor networks | |
| CN206133265U (zh) | 一种温室虫害远程监控服务器 | |
| CN105338661A (zh) | 以云端运算为架构使用数据融合演算设计的环境监控方法及装置 | |
| CN204028651U (zh) | 一种基于物联网的设施农业监控与服务*** | |
| CN106936886A (zh) | 机器人集群通信方法和*** |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20170517 Address after: 710106 Shaanxi city of Xi'an Province Wang Qu Zhen Changan District Guangming Road No. 5 A Patentee after: Jiang Fei Address before: 710065 Shaanxi province Xi'an City eight road No. 8 Building No. 6 hospital of Xi'an Communication Institute family 27 floor No. 4 Co-patentee before: Yang Jungang Patentee before: Wang Zhe Co-patentee before: Pang Xiongchang Co-patentee before: Yang Keli Co-patentee before: Wang Yinchuan |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20151111 Termination date: 20210811 |