CN108495283A - 一种农产品储运环境智能监控*** - Google Patents

一种农产品储运环境智能监控*** Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种农产品储运环境智能监控***，包括环境监测无线传感器网络、监控中心和用户终端；所述的环境监测无线传感器网络包括基站和多个部署于农产品储运环境监测区域内的传感器节点，各传感器节点负责获取所测点的农产品储运环境数据，基站负责传感器节点和监控中心之间的双向信息交互；传感器节点通过自组织划分成多个簇，每个簇选举出一个簇头用于聚合簇内传感器节点采集的农产品储运环境数据，簇头还将聚合的农产品储运环境数据通过多跳路由的方式发送至基站；监控中心用于实现对环境监测无线传感器网络发送的农产品储运环境数据的接收、存储、分析和显示，所述的用户终端用于通过访问监控中心获取所需数据。

Description

一种农产品储运环境智能监控***
技术领域
本发明涉及农产品运输监测领域，具体涉及一种农产品储运环境智能监控***。
背景技术
相关技术中的农产品运输***，靠人为将农产品储存状况参数输入到电脑中，供管理人员查询，这种方式智能化程度不够，而且不能实时监测农产品所处环境的温湿度并及时发送给管理人员。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种农产品储运环境智能监控***。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：
提供了一种农产品储运环境智能监控***，包括环境监测无线传感器网络、监控中心和用户终端；所述的环境监测无线传感器网络基于无线传感器网络进行农产品储运环境数据的采集、收集和发送，监控中心用于实现对环境监测无线传感器网络发送的农产品储运环境数据的接收、存储、分析和显示，所述的用户终端用于通过访问监控中心获取所需数据。
本发明的有益效果为：基于该***，可以实时监测农产品所处环境的温湿度等情况，且远程用户可以通过电脑、手机等用户终端完成农产品储运信息的快捷查询，智能化程度高。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明一个示例性实施例的农产品储运环境智能监控***的结构框图；
图2是本发明一个示例性实施例的监控中心的连接框图。
附图标记：
环境监测无线传感器网络1、监控中心2、用户终端3、农产品储运环境数据接收模块10、农产品储运环境数据存储模块20、农产品储运环境数据分析模块30、农产品储运环境数据显示模块40。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
参见图1、图2，本实施例提供的一种农产品储运环境智能监控***，包括环境监测无线传感器网络1、监控中心2和用户终端3；所述的环境监测无线传感器网络1基于无线传感器网络进行农产品储运环境数据的采集、收集和发送，监控中心2用于实现对环境监测无线传感器网络1发送的农产品储运环境数据的接收、存储、分析和显示，所述的用户终端3用于通过访问监控中心2获取所需数据。
其中，环境监测无线传感器网络1包括基站和多个部署于农产品储运环境监测区域内的传感器节点，各传感器节点负责获取所测点的农产品储运环境数据，基站负责传感器节点和监控中心2之间的双向信息交互；传感器节点通过自组织划分成多个簇，每个簇选举出一个簇头用于聚合簇内传感器节点采集的农产品储运环境数据，簇头还将聚合的农产品储运环境数据通过多跳路由的方式发送至基站。
在一个实施例中，所述监控中心2包括农产品储运环境数据接收模块10、农产品储运环境数据存储模块20、农产品储运环境数据分析模块30、农产品储运环境数据显示模块40，其中农产品储运环境数据接收模块10、农产品储运环境数据存储模块20、农产品储运环境数据分析模块30、农产品储运环境数据显示模块40依次连接，所述的农产品储运环境数据分析模块30用于将接收的农产品储运环境数据与设定的数据阈值进行比较，当农产品储运环境数据超过设定的数据阈值时，向用户终端3发送报警信号。
在一个实施例中，所述农产品储运环境数据包括温度、湿度、气体浓度、光照度。
本发明上述实施例可以实时监测农产品所处环境的温湿度等情况，且远程用户可以通过电脑、手机等用户终端完成农产品储运信息的快捷查询，智能化程度高。
在一个实施例中，所述的环境监测无线传感器网络1包括基站和多个部署于农产品储运环境监测区域内的传感器节点，各传感器节点负责获取所测点的农产品储运环境数据，基站负责传感器节点和监控中心2之间的双向信息交互；传感器节点通过自组织划分成多个簇，每个簇选举出一个簇头用于聚合簇内传感器节点采集的农产品储运环境数据，簇头还将聚合的农产品储运环境数据通过多跳路由的方式发送至基站。
在一个实施例中，传感器节点的空间位置服从强度为λ的静态泊松点过程Ψ＝{zi；i＝1,2,3,…,n}，其中zi表示传感器节点i的空间位置，n为农产品储运环境监测区域内的传感器节点数量，所有传感器节点具有相同的初始能量。网络初始化时，农产品储运环境监测区域内的每个传感器节点接收基站广播的信号，从而确定自身到基站的距离。
传感器节点的信号在传输过程中，除了路径损耗外，会遇到障碍物或者建筑物、森林、高山等遮蔽物的遮挡，传感器节点部分的信号能量会被吸收、反射或者散射掉，造成信号功率的阴影衰落。基于此，在一个实施例中，传感器节点位于平方率信道中，采用瑞利信道作为传感器节点感知模型分析的信道，设定传感器节点的感知范围为：
式中，Bi表示传感器节点i的感知半径，Di为传感器节点i的发射功率，r为信道传输常数，e为平方率信道中的路径损耗因子，e∈(2,6)，ω为平方率信道中高斯白噪声功率，x表示瑞利分布的信道增益，β为接收传感器节点i的信号的传感器节点可以可靠解码的信噪比，Γ(·)为伽玛函数；Y(i,sink)为工作节点i到基站的距离，Ymax为所有传感器节点到基站的距离中的最大值，Ymin为所有传感器节点到基站的距离中的最小值，z为定义的半径控制因子，取值在[0.4,0.8]之间。
本实施例在设定传感器节点的感知范围时，基于传感器节点到基站的距离来控制感知范围，并考虑了多径衰落对传感器节点感知范围的影响，实现了传感器节点感知范围的精确控制，使得传感器节点的感知范围能够根据自身到基站的距离而变化，距离基站越近的传感器节点的感知范围越小，有利于距离基站越近的传感器节点作为簇头时能够保持较小的簇规模，避免承担过多的农产品储运环境数据聚合任务，延长距离基站越近的传感器节点的寿命，从而保障无线传感器网络的稳定性。
在一个实施例中，传感器节点通过自组织划分成多个簇，具体包括：
(1)传感器节点根据自身的感知范围向其余传感器节点交互消息，从而确定自己的邻居节点集；
(2)传感器节点接收基站广播的信标数据包，传感器节点接收到基站的信标数据包后，获得时钟同步，传感器节点为其邻居节点集中的每个邻居节点分配一个时间标号Qij，Qij为均为分布在[0,1]之间的随机数，表征传感器节点ij从侦测信道转为工作的时间，其中ij表示传感器节点i的邻居节点集中的第j个邻居节点；
(3)传感器节点i的邻居节点集中具有最大概率的传感器节点被激活并开始工作，成为工作节点，其他传感器节点则进入睡眠状态；
其中，设Uij表示传感器节点ij的概率，Uij的计算公式为：
式中，Qij为传感器节点ij被分配到的时间标号，Pij为传感器节点ij的当前剩余能量，Pmin为设定的最小能量值；
(4)工作节点向感知范围内的其余工作节点广播包含有竞争能力的簇头竞选信息，在设定的时间内，工作节点若收到竞争能力更大的工作节点发送的簇头竞选信息，则放弃簇头竞争，否则成为簇头并向广播当选信息，未当选簇头的工作节点成为传感器节点并加入到最近的簇头；
(5)簇头竞争结束后，工作节点唤醒周围的进入睡眠状态的传感器节点，传感器节点被唤醒后加入最近的簇头，完成簇的划分。
本实施例创造性地在进行簇头选举之前对传感器节点进行睡眠调度，在时钟同步的传感器节点之间交换时间标号信息，选择唤醒具有最小时间标号的传感器节点，在满足网络覆盖需求的前提下减少了参与簇头竞争的传感器节点数量，同时降低了剩余能量过小的传感器节点当选为簇头的概率，可以避免传感器节点的能量快速消耗，节省了分簇的能量开销，从而在整体上缩减了农产品储运环境智能监控***的能量成本。
在一个实施中，传感器节点接收基站广播的信标数据包时，记录接收到信标数据包时的时间，所述的信标数据包还包括由基站设定的各传感器节点接收信标数据包的理论时间。
所述竞争能力的计算公式为：
式中，Ga表示工作节点a的竞争能力，Ba为工作节点a的感知范围，Y(a,sink)为工作节点a到基站的距离，Ha为工作节点a收到基站信标数据包的时间，为由基站设定的工作节点a收到基站信标数据包的理论时间，f1和f2为设定的权重系数且f1+f2＝1，γ为调节系数。
相对于现有技术直接选择当前剩余能量最大的作为簇头，本实施例创造性地选取竞争能力最大的传感器节点作为簇头，其中创造性地设计了竞争能力的计算公式，根据传感器节点接收基站数据包的实际信号强度与理论信号强度的差别设计了用于距离的加权系数，使得计算出的竞争能力更精确地衡量传感器节点的位置优势。
本实施例根据位置优势因素来选择簇头，能够使得距离基站更近、感知范围更小的工作节点具有跟大的概率成为簇头，有利于提高基站附近区域的簇头比例，并且增加簇规模较小的簇头数量，从而益于平衡基站附近区域簇头转发农产品储运环境数据的能耗，降低簇头的能耗速率，在整体上节约了农产品储运环境智能监控***的通信成本。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (6)

1.一种农产品储运环境智能监控***，其特征是，包括环境监测无线传感器网络、监控中心和用户终端；所述的环境监测无线传感器网络包括基站和多个部署于农产品储运环境监测区域内的传感器节点，各传感器节点负责获取所测点的农产品储运环境数据，基站负责传感器节点和监控中心之间的双向信息交互；传感器节点通过自组织划分成多个簇，每个簇选举出一个簇头用于聚合簇内传感器节点采集的农产品储运环境数据，簇头还将聚合的农产品储运环境数据通过多跳路由的方式发送至基站；监控中心用于实现对环境监测无线传感器网络发送的农产品储运环境数据的接收、存储、分析和显示，所述的用户终端用于通过访问监控中心获取所需数据。
2.根据权利要求1所述的一种农产品储运环境智能监控***，其特征是，所述监控中心包括农产品储运环境数据接收模块、农产品储运环境数据存储模块、农产品储运环境数据分析模块和农产品储运环境数据显示模块，其中农产品储运环境数据分析模块用于将接收的农产品储运环境数据与设定的数据阈值进行比较，当农产品储运环境数据超过设定的数据阈值时，向用户终端发送报警信号。
3.根据权利要求2所述的一种农产品储运环境智能监控***，其特征是，所述农产品储运环境数据包括温度、湿度、气体浓度、光照度。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种农产品储运环境智能监控***，其特征是，传感器节点通过自组织划分成多个簇，具体包括：
(1)传感器节点根据自身的感知范围向其余传感器节点交互消息，从而确定自己的邻居节点集；
(2)传感器节点接收基站广播的信标数据包，传感器节点接收到基站的信标数据包后，获得时钟同步，传感器节点为其邻居节点集中的每个邻居节点分配一个时间标号Qij，Qij为均为分布在[0,1]之间的随机数，表征传感器节点ij从侦测信道转为工作的时间，其中ij表示传感器节点i的邻居节点集中的第j个邻居节点；
(3)传感器节点i的邻居节点集中具有最大概率的传感器节点被激活并开始工作，成为工作节点，其他传感器节点则进入睡眠状态；
(4)工作节点向感知范围内的其余工作节点广播包含有竞争能力的簇头竞选信息，在设定的时间内，工作节点若收到竞争能力更大的工作节点发送的簇头竞选信息，则放弃簇头竞争，否则成为簇头并向广播当选信息，未当选簇头的工作节点成为传感器节点并加入到最近的簇头；
(5)簇头竞争结束后，工作节点唤醒周围的进入睡眠状态的传感器节点，传感器节点被唤醒后加入最近的簇头，完成簇的划分。
5.根据权利要求4所述的一种农产品储运环境智能监控***，其特征是，设Uij表示传感器节点ij的概率，Uij的计算公式为：
式中，Qij为传感器节点ij被分配到的时间标号，Pij为传感器节点ij的当前剩余能量，Pmin为设定的最小能量值。
6.根据权利要求4所述的一种农产品储运环境智能监控***，其特征是，传感器节点接收基站广播的信标数据包时，记录接收到信标数据包时的时间，所述的信标数据包还包括由基站设定的各传感器节点接收信标数据包的理论时间。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110913172A (zh) * 2018-09-18 2020-03-24 华为技术有限公司 一种视频分析设备的管理方法及装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101409617A (zh) * 2008-10-08 2009-04-15 东南大学 一种容忍入侵的无线传感器网络拓扑生成方法
US20130315039A1 (en) * 2012-05-25 2013-11-28 Korea Electronics Technology Institute Method for controlling wake-up of sound wave-based wireless network and wireless sensor network using the same
CN104378812A (zh) * 2014-11-28 2015-02-25 北京农业信息技术研究中心 农田自组织网络可再生能源节点差异化拓扑控制方法
CN107566974A (zh) * 2017-09-13 2018-01-09 潘荣兰 一种农产品储运智能监控***

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101409617A (zh) * 2008-10-08 2009-04-15 东南大学 一种容忍入侵的无线传感器网络拓扑生成方法
US20130315039A1 (en) * 2012-05-25 2013-11-28 Korea Electronics Technology Institute Method for controlling wake-up of sound wave-based wireless network and wireless sensor network using the same
CN104378812A (zh) * 2014-11-28 2015-02-25 北京农业信息技术研究中心 农田自组织网络可再生能源节点差异化拓扑控制方法
CN107566974A (zh) * 2017-09-13 2018-01-09 潘荣兰 一种农产品储运智能监控***

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
孟中楼 等: "分簇式无线传感器网络睡眠调度机制研究", 《微电子学与计算机》 *
康琳: "无线传感器网络覆盖控制关键技术研究", 《中国博士学位论文全文数据库 信息科技辑》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110913172A (zh) * 2018-09-18 2020-03-24 华为技术有限公司 一种视频分析设备的管理方法及装置

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