CN103235108A - 一种土壤含水量的分布式定位监测系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明的一种土壤含水量的分布式定位监测系统，包括：信息采集端，包括在Geotools和JTS类库支持下的GPS模块以及由土壤水分传感器构成无线传感器网路；监控中心，与互联网连接并相互通讯，包括中心服务器以及与中心服务器连接用户操作平台和无线信号接收模块，所述无线信号接收模块与无线传感器网路无线通讯。本发明技术的有益效果是：实现了无线传感器网络与GPS定位信息的一体化集成。在采集土壤含水量数据过程中提高了智能性，使土壤含水量大数据量实时数据采集过程延迟低，误差率低。

Description

一种土壤含水量的分布式定位监测系统及其方法

技术领域

 本发明专利涉及一种土壤含水量的分布式定位监测系统及其方法。

背景技术

土壤水分不仅是土壤—作物—大气连续体系统研究的重要变量，而且深刻影响着土壤的物理性质，对作物的生长、节水灌溉等有着非常重要的作用。土壤中水分多少可用两种方法表述：一种以土壤含水量表示，细分为体积含水量和重量含水量，二者之间的关系由土壤容重来换算。另一种是土壤水势，是指从土壤中提取单位水分所需的能量，负值是土壤水吸力。土壤水分通过一种强烈的非线性方式控制着降水在蒸散发、径流、入渗等水分循环过程中的分配，在维系生态系统的健康运转过程中起着核心作用。农田墒情的测量及精确灌溉是精细农业的重要内容，通过对土壤水分的快速精确测量从而掌握农田的墒情状况，有利于实施节水灌溉。土壤含水量的GPS定位测定，为差异化的节水灌概提供了科学依据，精确的供水也有利于提高作物的产量和品质。但目前还没有相应的技术实现GPS定位和土壤水分的结合。

土壤水分测定技术随着农业物联网技术的发展而进一步智能化、测量效率更高、实时性更强，数据量也更大，为决策提供的数据支持科学意义更明显。在土壤含水量信息的测定过程中，不同的设计者可能采用不同的方法独立地开发智能水分测定网络和服务系统，客观上存在信息的延迟高、缺乏GPS定位能力、误差率高等不足。

发明内容

为解决以上技术上的不足，本发明专利提供了一种土壤含水量的分布式定位监测系统及其方法，它延迟低、节能、误差率低。

 

本发明专利是通过以下措施实现的：

本发明的一种土壤含水量的分布式定位监测系统，包括：

信息采集端，包括在Geotools 和JTS类库支持下的GPS模块以及由土壤水分传感器构成无线传感器网路；

监控中心，与互联网连接并相互通讯，包括中心服务器以及与中心服务器连接用户操作平台和无线信号接收模块，所述无线信号接收模块与无线传感器网路无线通讯。

本发明的土壤含水量的分布式定位监测系统的监测方法，包括以下步骤：

步骤1，采用无线传感器网路分别对不同地区土壤的含水量进行检测，并同时对被检测土壤所在区域分别进行GPS定位；

步骤2，将步骤1中检测到的每个区域的土壤含水量信息以及该区域对应的GPS定位信号在基于Java的可扩展开发平台Eclipse框架下打包并实时发送给中心服务器；

步骤3，中心服务器将接收的信息进行整合共享，并提供给用户操作平台在互联网上进行访问。

本专利技术的有益效果是：

实现了无线传感器网络与GPS定位信息的一体化集成。在采集土壤含水量数据过程中提高了智能性，使土壤含水量大数据量实时数据采集过程延迟低，误差率低。

具体实施方式

本发明的一种土壤含水量的分布式定位监测系统，包括信息采集端和监控中心，通过信息采集端将现场采集的数据回传给监控中心，实现资源共享。

信息采集端包括在Geotools 和JTS类库支持下的GPS模块以及由土壤水分传感器构成无线传感器网路。监控中心与互联网连接并相互通讯，包括中心服务器以及与中心服务器连接用户操作平台和无线信号接收模块，所述无线信号接收模块与无线传感器网路无线通讯。

本发明的土壤含水量的分布式定位监测系统的监测方法，包括以下步骤：

步骤1，采用无线传感器网路分别对不同地区土壤的含水量进行检测，并同时对被检测土壤所在区域分别进行GPS定位；

步骤2，将步骤1中检测到的每个区域的土壤含水量信息以及该区域对应的GPS定位信号在基于Java的可扩展开发平台Eclipse框架下打包并实时发送给中心服务器；

步骤3，中心服务器将接收的信息进行整合共享，并提供给用户操作平台在互联网上进行访问。

无线传感器网络由一组具有传感、数据处理和协同通信的无线传感器节点协同组成，土壤含水量信息分布式技术的应用也体现在传感器节点的耦合与智能移动传输上。传感器网络是一个节点的组合，这些节点通过感知可产生数据。在土壤含水量的传感器网络中，中间件相合作来完成动态询问处理和移动处理。当一个数据库服务器先收到一个询问时，可将它分解成多个子询问，然后将它们转发给被选择的中间件来回答每个询问，该中间件与传感器对象代理或者协同信号代理有关。在实际应用的网络中，基于Java语言设计了随机游走算法，把节点感知产生的数据通过随机游走式主动查询的方式提供给终端用户。采用分布式查找服务器发现服务实现土壤含水量智能节点的移动性。

本方法主要是指在物联网信息的采集过程中，把土壤含水量的空间定位信息作为开发中的类模块来调度，调用Geotools 和JTS(Java Topology Suite)关于空间信息处理的有关方法进行监听、构造函数实现相应的功能。

GPS定位功能的土壤含水量模块进行Java及eclipse集成开发环境分布式技术的开发，GPS定位单元和主要部件的接口均调用Java 函数和类库，定位和智能节点服务系统通过分布式技术进行集成和封装。

该技术把测定土壤含水量的GPS定位功能、高误差率以及低延迟等传感器网络获取采集信息过程中的不足进行Java及eclipse集成开发环境分布式技术的开发与封装，实现了土壤水分定位GPS信息与传感器网络的结合。

上述实例所述是用以具体说明本专利，文中虽通过特定的术语进行说明，但不能以此限定本专利的保护范围，熟悉此技术领域的人士可在了解本专利的精神与原则后对其进行变更或修改而达到等效目的，而此等效变更和修改，皆应涵盖于权利要求范围所界定范畴内。

Claims (2)

1.一种土壤含水量的分布式定位监测系统，其特征在于，包括：

信息采集端，包括在Geotools 和JTS类库支持下的GPS模块以及由土壤水分传感器构成无线传感器网路；

监控中心，与互联网连接并相互通讯，包括中心服务器以及与中心服务器连接用户操作平台和无线信号接收模块，所述无线信号接收模块与无线传感器网路无线通讯。

2.一种如权利要求1所述土壤含水量的分布式定位监测系统的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，采用无线传感器网路分别对不同地区土壤的含水量进行检测，并同时对被检测土壤所在区域分别进行GPS定位；

步骤2，将步骤1中检测到的每个区域的土壤含水量信息以及该区域对应的GPS定位信号在基于Java的可扩展开发平台Eclipse框架下打包并实时发送给中心服务器；

步骤3，中心服务器将接收的信息进行整合共享，并提供给用户操作平台在互联网上进行访问。