CN107360236A - 一种基于无线传感器网络的农产品储运智能监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于无线传感器网络的农产品储运智能监控系统，包括农产品储运环境数据收发模块、农产品中央监控平台和用户智能终端；所述的农产品储运环境数据收发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，农产品中央监控平台用于实现对农产品储运环境数据收发模块发送的农产品储运环境数据的接收、存储、分析和显示，所述的用户智能终端用于通过访问农产品中央监控平台获取所需数据。基于该农产品储运智能监控系统，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
技术领域
本发明涉及农产品运输监测领域，具体涉及一种基于无线传感器网络的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，本发明提供一种基于无线传感器网络的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：
提供了一种基于无线传感器网络的农产品储运智能监控系统，包括农产品储运环境数据收发模块、农产品中央监控平台和用户智能终端；所述的农产品储运环境数据收发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，农产品中央监控平台用于实现对农产品储运环境数据收发模块发送的农产品储运环境数据的接收、存储、分析和显示，所述的用户智能终端用于通过访问农产品中央监控平台获取所需数据。
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、手机等用户智能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是本发明农产品中央监控平台的连接框图。
附图标记：
农产品储运环境数据收发模块1、农产品中央监控平台2、用户智能终端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基于无线传感器网络的农产品储运智能监控系统，包括农产品储运环境数据收发模块1、农产品中央监控平台2和用户智能终端3；所述的农产品储运环境数据收发模块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，农产品中央监控平台2用于实现对农产品储运环境数据收发模块1发送的农产品储运环境数据的接收、存储、分析和显示，所述的用户智能终端3用于通过访问农产品中央监控平台2获取所需数据。
优选地，所述农产品中央监控平台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，向用户智能终端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、手机等用户智能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数据收发模块1包括农产品储运环境数据采集节点、汇聚节点、基站和无线路由器，农产品储运环境数据采集节点和汇聚节点部署于设定的农产品储运监测区域内，农产品储运环境数据采集节点感知周围区域并将收集的农产品储运环境数据发送给汇聚节点，无线路由器将汇聚节点融合的农产品储运环境数据传输至基站，进而通过基站将农产品储运环境数据传输至农产品中央监控平台2，其中农产品储运环境数据采集节点每隔ξ时向汇聚节点发送M个长度为η的农产品储运环境数据包。
优选地，将汇聚节点部署于设定的农产品储运监测区域内时，设Y表示汇聚节点的部署数目，Y按照下列公式确定：
式中，Tα表示汇聚节点的感知距离，A为设定的农产品储运监测区域的面积，为农产品储运环境数据采集节点中的最小初始能量，Dmin为最小初始能量对应的农产品储运环境数据采集节点的生命周期，Bmin(η,M)为最小初始能量对应的农产品储运环境数据采集节点单次发送M个长度为η的农产品储运环境数据包所消耗的能量。
本优选实施例设定了汇聚节点的数目的计算公式，从而对汇聚节点的部署数目进行了一定的约束，该计算公式考虑了能量、感知范围和监测面积等因素，能够获得较优的汇聚节点数目，从而为汇聚节点的部署提供参考，相对于现有技术随意部署汇聚节点的方式，本优选实施例能够使得汇聚节点的部署更为合理，从而节省农产品储运智能监控系统在农产品储运环境数据采集方面的网络成本。
优选地，农产品储运环境数据采集节点将农产品储运环境数据发送至汇聚节点时，采用分簇路由的形式，分簇时，农产品储运环境数据采集节点作为簇成员节点，汇聚节点作为簇头节点，农产品储运环境数据采集节点从汇聚节点中选择簇头节点加入簇，具体为：
(1)计算农产品储运环境数据采集节点到汇聚节点的允许最大距离，设Smax(Li)表示农产品储运环境数据采集节点Li到汇聚节点的允许最大距离，定义Smax(Li)的计算公式为：
式中，表示农产品储运环境数据采集节点Li的初始能量值，为农产品储运环境数据采集节点Li的生命周期，表示农产品储运环境数据采集节点Li单次发送M个长度为η的农产品储运环境数据包所消耗的能量，λ为设定的调整系数；
(2)设Lj表示第j个符合允许最大距离条件内的汇聚节点，按照下列公式计算Lj相对于农产品储运环境数据采集节点的优选值：
式中，E(Lj→Li)表示Lj相对于农产品储运环境数据采集节点Li的优选值，Ljv表示Lj的第v个邻居节点，为Lj的邻居节点数目，为Ljv的当前能量值，为Lj的当前能量值，BT为设定的能量阈值，M(Ljv∩Lj；)表示农产品储运环境数据采集节点Li的邻居节点为Lj的邻居节点的数目；
(3)农产品储运环境数据采集节点从符合允许最大距离条件内的汇聚节点中选择优选值最大的汇聚节点加入簇。
现有技术中，农产品储运环境数据采集节点从汇聚节点中选择簇头节点加入簇时，都是通过最短路径来选择簇头节点，而在实际情况中最短路径有时候并不是最有效的当选者，本优选实施例通过在符合允许最大距离条件内的汇聚节点中选择优选值为最大的作为对应农产品储运环境数据采集节点的簇头节点，能够确保选择的簇头节点及其邻居节点的剩余能量能够传输该农产品储运环境数据采集节点的农产品储运环境数据，避免部分农产品储运环境数据的丢失，保障了农产品储运环境数据的合理传输。
优选地，将农产品储运环境数据采集节点部署于设定的农产品储运监测区域内时，农产品储运环境数据采集节点的部署数目按照下列公式进行约束：
式中，Tβ为农产品储运环境数据采集节点的感知距离，X为农产品储运环境数据采集节点的部署数目，KT为设定的网络覆盖度阈值，其中网络覆盖度表示监测区域内任一点被网络农产品储运环境数据采集节点覆盖的概率，KT的取值范围设定为[0.7,0.85]。
本优选实施例考虑了网络覆盖度的问题，从而设定了农产品储运环境数据采集节点的部署数目约束公式，按照上述公式计算得到的部署数目进行农产品储运环境数据采集节点的部署，能够保障一定的网络覆盖度，从而保证农产品储运环境数据的采集精度，并提高农产品储运环境数据采集节点部署的效率。
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)
1.一种基于无线传感器网络的农产品储运智能监控系统，其特征是，包括农产品储运环境数据收发模块、农产品中央监控平台和用户智能终端；所述的农产品储运环境数据收发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，农产品中央监控平台用于实现对农产品储运环境数据收发模块发送的农产品储运环境数据的接收、存储、分析和显示，所述的用户智能终端用于通过访问农产品中央监控平台获取所需数据。
2.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的农产品储运智能监控系统，其特征是，所述农产品中央监控平台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，向用户智能终端发送报警信号。
3.根据权利要求2所述的一种基于无线传感器网络的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所述的一种基于无线传感器网络的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数据收发模块包括农产品储运环境数据采集节点、汇聚节点、基站和无线路由器，农产品储运环境数据采集节点和汇聚节点部署于设定的农产品储运监测区域内，农产品储运环境数据采集节点感知周围区域并将收集的农产品储运环境数据发送给汇聚节点，无线路由器将汇聚节点融合的农产品储运环境数据传输至基站，进而通过基站将农产品储运环境数据传输至农产品中央监控平台，其中农产品储运环境数据采集节点每隔ξ时向汇聚节点发送M个长度为η的农产品储运环境数据包；农产品储运环境数据采集节点将农产品储运环境数据发送至汇聚节点时，采用分簇路由的形式，分簇时，农产品储运环境数据采集节点作为簇成员节点，汇聚节点作为簇头节点。
5.根据权利要求4所述的一种基于无线传感器网络的农产品储运智能监控系统，其特征是，将汇聚节点部署于设定的农产品储运监测区域内时，设Y表示汇聚节点的部署数目，Y按照下列公式确定：
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式中，Tα表示汇聚节点的感知距离，A为设定的农产品储运监测区域的面积，为农产品储运环境数据采集节点中的最小初始能量，Dmin为最小初始能量对应的农产品储运环境数据采集节点的生命周期，Bmin(η,M)为最小初始能量对应的农产品储运环境数据采集节点单次发送M个长度为η的农产品储运环境数据包所消耗的能量。
6.根据权利要求5所述的一种基于无线传感器网络的农产品储运智能监控系统，其特征是，将农产品储运环境数据采集节点部署于设定的农产品储运监测区域内时，农产品储运环境数据采集节点的部署数目按照下列公式进行约束：
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式中，Tβ为农产品储运环境数据采集节点的感知距离，X为农产品储运环境数据采集节点的部署数目，KT为设定的网络覆盖度阈值，其中网络覆盖度表示监测区域内任一点被网络农产品储运环境数据采集节点覆盖的概率，KT的取值范围设定为[0.7,0.85]。
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Cited By (1)
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Huang Weibin Inventor after: Yang Lin Inventor before: Yang Lin |
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| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20200925 Address after: Room 1405, building 1, phase I, IBI breeding center, 490 Ning'an street, Jinfeng District, Yinchuan City, Ningxia Hui Autonomous Region, 750000 Applicant after: YINCHUAN HUAXINZHI INFORMATION TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: Three, six floor, Fourth Industrial Zone, Nanshan Avenue, Nanshan street, Shenzhen, Guangdong, Nanshan District 518000, China Applicant before: SHENZHEN SENYANG ENVIRONMENTAL PROTECTION MATERIAL TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |