CN107332901A - 一种农产品储运智能监控系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种农产品储运智能监控系统，包括农产品储运环境监测模块、农产品储运监控中心和用户终端；所述的农产品储运环境监测模块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，农产品储运监控中心用于实现对农产品储运环境监测模块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农产品储运监控中心获取所需数据。基于该系统，可以实时监测农产品所处环境的温湿度等情况，智能化程度高。

Description

一种农产品储运智能监控系统
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智能监控系统。
背景技术
相关技术中的农产品运输系统，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智能监控系统。
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智能监控系统，包括农产品储运环境监测模块、农产品储运监控中心和用户终端；所述的农产品储运环境监测模块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，农产品储运监控中心用于实现对农产品储运环境监测模块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农产品储运监控中心获取所需数据。
本发明的有益效果为：基于该系统，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本发明的结构框图；
图2是本发明农产品储运监控中心的连接框图。
附图标记：
农产品储运环境监测模块1、农产品储运监控中心2、用户终端3、数据接收模块10、数据存储模块20、数据比较分析模块30、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智能监控系统，包括农产品储运环境监 测模块1、农产品储运监控中心2和用户终端3；所述的农产品储运环境监测模块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，农产品储运监控中心2用于实现对农产品储运环境监测模块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用于通过访问农产品储运监控中心2获取所需数据。
优选地，所述农产品储运监控中心2包括数据接收模块10、数据存储模块20、数据比较分析模块30、数据显示模块40，其中数据接收模块10、数据存储模块20、数据比较分析模块30、数据显示模块40依次连接，所述的数据比较分析模块30用于将接收的环境监测数据与设定的数据阈值进行比较，当环境监测数据超过设定的数据阈值时，向用户终端3发送报警信号。
优选地，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。
优选地，所述的农产品储运环境监测模块1包括多个环境监测节点和一个移动汇聚节点，该移动汇聚节点在设定的农产品储运环境监测区域内移动并进行农产品储运环境数据收集。
优选地，所述的移动汇聚节点在设定的农产品储运环境监测区域内移动并进行农产品储运环境数据收集，具体包括：
(1)所述的环境监测节点分为780MHz和433MHz两个频段，将农产品储运环境监测区域平均划分为4×4的环境监测子区域，相邻环境监测子区域部署不同频段的环境监测节点；
(2)设定相邻四个环境监测子区域的中心点为移动汇聚节点进行农产品储运环境数据收集时的停留站点，则农产品储运环境监测区域中共有四个停留站点，将各停留站点按照与移动汇聚节点初始位置的距离由近到远的顺序直线连接形成的路径设定为移动汇聚节点的访问路径；
(3)移动汇聚节点根据设定的访问路径移动到停留站点后停留，与该停留站点所对应的四个环境监测子区域的汇聚节点通信，收集汇聚节点已经接收的所在环境监测子区域内所有环境监测节点发送的农产品储运环境数据，其中对于每个环境监测子区域，汇聚节点从所在环境监测子区域内的环境监测节点中选出，具体为：计算环境监测子区域内的环境监测节点的权值，选择权值最大的环境监测节点作为该环境监测子区域的汇聚节点，设表示环境监测子区域内第i个环境监测节点即Wi的权值，定义的计算公式为：
式中，为Wi的当前剩余能量，为Wi的初始能量，J(Wi,O)为Wi到环境监测子区域所对应的停留站点的欧式距离，Φ(·)为设定的取值函数，当时， 当时，
本优选实施例中移动汇聚节点不需要停留在每个静态环境监测节点的位置进行农产品储运环境数据收集，整体上相对缩短了移动汇聚节点的停留时间，此外，选择权值最大的环境监测节点作为与移动汇聚节点通信的汇聚节点，保证不会引起太大的时延的前提下能够很大程度上节省环境监测节点因多跳导致的能量消耗，进一步节省了农产品储运智能监控系统的运行能耗。
优选地，环境监测节点将农产品储运环境数据发送至汇聚节点，选择优选值最大的对应邻居节点作为下一跳转发节点，进行农产品储运环境数据转发，设Wβγ表示环境监测节点Wβ通信范围内的第γ个邻居节点，表示Wβγ的优选值，的计算公式为：
式中，分别表示Wβγ的当前剩余能量、额定最大能量，J(Wβ,O)表示Wβ到所在环境监测子区域对应的停留站点的欧式距离，表示Wβγ到所在环境监测子区域对应的停留站点的欧式距离，表示Wβ在当前时间窗口t内监听到Wβγ发送的农产品储运环境数据量，表示Wβγ在当前时间窗口t内发送的农产品储运环境数据分组中的最大序列号，表示Wβγ在上一个时间窗口t-1内发送的农产品储运环境数据分组中的最大序列号，t为设定的时间窗口值，θ为连续前三个时间窗口内 时的个数，a,b,c为设定的取值系数，a,b,c>0，且a+b+c＝1。
本优选实施例选择优选值最大的对应邻居节点作为下一跳转发节点，在优选值的计算公式中综合考虑了邻居节点的能量消耗、与基站间的距离以及数据发送效率等因素，从而选出的转发节点能够更高效地将环境监测节点的农产品储运环境数据转发到对应的汇聚节点，提高了农产品储运环境数据转发的可靠度，并且相对地降低了农产品储运环境数据传输的平均能耗。
移动汇聚节点在当前停留站点的停留时间按照下列公式设定：
式中，Δt为移动汇聚节点在当前停留站点的停留时间，QO为当前停留站点所对应的四个环境监测子区域内具有的环境监测节点数目，当前停留站点所对应的四个环境监测子区域内的第λ个环境监测节点的失效概率，Q1为当前停留站点所对应的四个环境监测子区域内汇聚节点的一跳邻居节点数目，Qk→O表示汇聚节点的第k个非邻居节点发送农产品储运环境数据至汇聚节点所需的转发节点数目，为设定的农产品储运环境数据单跳发送时间阈值，ξ为设定的调整系数。
本优选实施例按照上述计算公式确定移动汇聚节点的停留时间，能够根据实际情况对停留时间进行适当地约束，减少整体时延，从而进一步节省农产品储运环境数据收集的能耗。
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)

1.一种农产品储运智能监控系统，其特征是，包括农产品储运环境监测模块、农产品储运监控中心和用户终端；所述的农产品储运环境监测模块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，农产品储运监控中心用于实现对农产品储运环境监测模块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农产品储运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智能监控系统，其特征是，所述农产品储运监控中心包括数据接收模块、数据存储模块、数据比较分析模块和数据显示模块，其中数据比较分析模块用于将接收的环境监测数据与设定的数据阈值进行比较，当环境监测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智能监控系统，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所述的一种农产品储运智能监控系统，其特征是，所述的农产品储运环境监测模块包括多个环境监测节点和一个移动汇聚节点，该移动汇聚节点在设定的农产品储运环境监测区域内移动并进行农产品储运环境数据收集。
5.根据权利要求4所述的一种农产品储运智能监控系统，其特征是，所述的移动汇聚节点在设定的农产品储运环境监测区域内移动并进行农产品储运环境数据收集，具体包括：
(1)所述的环境监测节点分为780MHz和433MHz两个频段，将农产品储运环境监测区域平均划分为4×4的环境监测子区域，相邻环境监测子区域部署不同频段的环境监测节点；
(2)设定相邻四个环境监测子区域的中心点为移动汇聚节点进行农产品储运环境数据收集时的停留站点，则农产品储运环境监测区域中共有四个停留站点，将各停留站点按照与移动汇聚节点初始位置的距离由近到远的顺序直线连接形成的路径设定为移动汇聚节点的访问路径；
(3)移动汇聚节点根据设定的访问路径移动到停留站点后停留，与该停留站点所对应的四个环境监测子区域的汇聚节点通信，收集汇聚节点已经接收的所在环境监测子区域内所有环境监测节点发送的农产品储运环境数据，其中对于每个环境监测子区域，汇聚节点从所在环境监测子区域内的环境监测节点中选出，具体为：计算环境监测子区域内的环境监测节点的权值，选择权值最大的环境监测节点作为该环境监测子区域的汇聚节点，设表示环境监测子区域内第i个环境监测节点即Wi的权值，定义的计算公式为：
式中，为Wi的当前剩余能量，为Wi的初始能量，J(Wi,O)为Wi到环境监测子区域所对应的停留站点的欧式距离，Φ(·)为设定的取值函数，当时， 当时，
6.根据权利要求5所述的一种农产品储运智能监控系统，其特征是，环境监测节点将农产品储运环境数据发送至汇聚节点时，选择优选值最大的对应邻居节点作为下一跳转发节点，进行农产品储运环境数据转发，设wβγ表示环境监测节点Wβ通信范围内的第γ个邻居节点， 表示Wβγ的优选值，的计算公式为：
式中，分别表示Wβγ的当前剩余能量、额定最大能量，J(Wβ,O)表示Wβ到所在环境监测子区域对应的停留站点的欧式距离，J(Wβγ,O)表示到所在环境监测子区域对应的停留站点的欧式距离，Nt(Wβ,Wβγ)表示Wβ在当前时间窗口t内监听到Wβγ发送的农产品储运环境数据量，表示Wβγ在当前时间窗口t内发送的农产品储运环境数据分组中的最大序列号，表示Wβγ在上一个时间窗口t-1内发送的农产品储运环境数据分组中的最大序列号，t为设定的时间窗口值，θ为连续前三个时间窗口内 时的个数，a,b,c为设定的取值系数，a,b,c>0，且a+b+c＝1。
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