CN107566974A - 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，包括存储环境感知模块、农产品储运监控终端和用户终端；所述的存储环境感知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，农产品储运监控终端用于实现对存储环境感知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终端获取所需数据。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，包括存储环境感知模块、农产品储运监控终端和用户终端；所述的存储环境感知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，农产品储运监控终端用于实现对存储环境感知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终端获取所需数据。
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终端的连接框图。
附图标记：
存储环境感知模块1、农产品储运监控终端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智能监控系统，包括存储环境感知模块1、农产品储运监控终端2和用户终端3；所述的存储环境感知模块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，农产品储运监控终端2用于实现对存储环境感知模块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终端2获取所需数据。
在一个实施例中，所述农产品储运监控终端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，所述的存储环境感知模块1包括多个分布于农产品所处区域内的环境感知节点和一个汇聚节点，每个环境感知节点具有唯一的身份标识号，各环境感知节点具有相同的初始能量以及数据处理和通信能力；
初始化时，各环境感知节点通过广播初始化消息建立自身的邻居节点列表，并进行分簇，环境感知节点将农产品储运环境数据发送至所在簇内的簇头节点，进而由簇头节点对接收的农产品储运环境数据进行融合并发送至汇聚节点。
在一个实施例中，环境感知节点与所在簇的簇头节点为多跳距离时，环境感知节点在其邻居节点列表中选择一个邻居节点作为下一跳节点进行农产品储运环境数据传输，具体包括：
(1)计算邻居节点列表中各邻居节点的选择概率，定义选择概率的计算公式为：
式中，Pij(t)表示在当前时刻t时环境感知节点i在其邻居节点列表中选择邻居节点j作为下一跳节点进行农产品储运环境数据传输的概率，Eij(t)表示j在当前时刻t时的剩余能量，Ek(t)为环境感知节点i的邻居节点列表中第k个邻居节点的剩余能量，Ci表示环境感知节点i所在簇的簇头节点，D(j,Ci)表示j到Ci的距离，D(k,Ci)表示环境感知节点i的邻居节点列表中第k个邻居节点到Ci的距离，L(j,Ci)表示j到Ci经过的最小跳数，1/L(k,Ci)环境感知节点i的邻居节点列表中第k个邻居节点到Ci经过的最小跳数，Ni表示环境感知节点i的邻居节点列表中具有的邻居节点数目；
(2)环境感知节点根据选择概率在其邻居节点列表中随机选择下一跳节点。
本优选实施例的环境感知节点根据选择概率在其邻居节点列表中随机选择下一跳节点，其中选择概率依赖于邻居节点的剩余能量、到簇头节点的距离和跳数，从而能够平衡各邻居节点的负载，平衡环境感知节点的能量消耗，节省农产品储运智能监控系统的通信成本。
在一个实施例中，簇头节点将农产品储运环境数据发送到汇聚节点时，预先判断汇聚节点是否在其邻居节点列表中，若汇聚节点在其邻居节点列表中，则直接将农产品储运环境数据转发至汇聚节点，若汇聚节点不在其邻居节点列表中，则簇头节点以多跳中继方式将农产品储运环境数据发送至汇聚节点，并在其邻居节点列表中选择下一跳中继节点，具体包括：
(1)设需选择下一跳中继节点的簇头节点为λ，若λ的邻居节点列表中存在簇头节点，簇头节点为1个时选择该簇头节点为中继节点，簇头节点为多个时则按照下列公式计算各簇头节点的优选值，选择优选值最大的簇头节点为中继节点：
式中，D(g,λ)表示λ的邻居节点列表中的簇头节点g与λ之间的距离，D(g,sink)表示g与汇聚节点之间的距离，μ为设定的权重系数，设定范围为0.5<μ<1；
(2)若λ的邻居节点列表中不存在簇头节点，则按照下列公式计算邻居节点列表中各邻居节点的路由概率，并从中选取路由概率最大对应的邻居节点作为中继节点：
式中，Pλv(t)表示λ的邻居节点列表中的邻居节点v在当前时刻t时的路由概率，Ev(t)表示v在当前时刻t时的剩余能量，为λ的邻居节点列表中的邻居节点的平均剩余能量，D(v,sink)为v与汇聚节点之间的距离，L(v,sink)表示v到汇聚节点经过的最小跳数。
按照上述方式将农产品储运环境数据转发至汇聚节点，避免了长距离传输造成的能量过度，节省和均衡了农产品储运环境数据收集的能耗，其中优先选择簇头节点作为中继节点，能够减少通信延迟，设计了优选值和路由概率的计算公式，使得选出的中继节点具有较优的性能，且可以平衡各环境感知节点之间的负载，从而平衡各环境感知节点的能耗。
在一个实施例中，各环境感知节点通过广播初始化消息建立自身的邻居节点列表时，具体执行：
(1)环境感知节点通过广播初始化消息确定通信范围内的邻居节点；
(2)若邻居节点满足下列公式，环境感知节点则将其加入到邻居节点列表中，从而建立自身的邻居节点列表：
式中，D(i,j)表示环境感知节点i与其通信范围内的邻居节点j之间的距离，Ri为环境感知节点i的通信半径，Dmax和Dmin分别为环境感知节点离汇聚节点的最大距离和最小距离，D(i,sink)表示环境感知节点i到汇聚节点之间的距离，D(j,sink)表示j到汇聚节点之间的距离。
有环境感知节点按照上述方式构建自身的邻居节点列表，对通信范围的邻居节点进行过滤，有利于提高后续下一跳节点或中继节点选择的效率，且越靠近汇聚节点的邻居节点列表的规模越小，从而有益于节省靠近汇聚节点的环境感知节点在选择下一跳节点时消耗的能量，保留更多的能量来承担转发任务。
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，包括存储环境感知模块、农产品储运监控终端和用户终端；所述的存储环境感知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，农产品储运监控终端用于实现对存储环境感知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终端获取所需数据。
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终端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，所述的存储环境感知模块包括多个分布于农产品所处区域内的环境感知节点和一个汇聚节点，每个环境感知节点具有唯一的身份标识号，各环境感知节点具有相同的初始能量以及数据处理和通信能力；初始化时，各环境感知节点通过广播初始化消息建立自身的邻居节点列表，并进行分簇，环境感知节点将农产品储运环境数据发送至所在簇内的簇头节点，进而由簇头节点对接收的农产品储运环境数据进行融合并发送至汇聚节点。
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，环境感知节点与所在簇的簇头节点为多跳距离时，环境感知节点在其邻居节点列表中选择一个邻居节点作为下一跳节点进行农产品储运环境数据传输，具体包括：
(1)计算邻居节点列表中各邻居节点的选择概率，定义选择概率的计算公式为：
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式中，Pij(t)表示在当前时刻t时环境感知节点i在其邻居节点列表中选择邻居节点j作为下一跳节点进行农产品储运环境数据传输的概率，Eij(t)表示j在当前时刻t时的剩余能量，Ek(t)为环境感知节点i的邻居节点列表中第k个邻居节点的剩余能量，Ci表示环境感知节点i所在簇的簇头节点，D(j,Ci)表示j到Ci的距离，D(k,Ci)表示环境感知节点i的邻居节点列表中第k个邻居节点到Ci的距离，L(j,Ci)表示j到Ci经过的最小跳数，1/L(k,Ci)环境感知节点i的邻居节点列表中第k个邻居节点到Ci经过的最小跳数，Ni表示环境感知节点i的邻居节点列表中具有的邻居节点数目；
(2)环境感知节点根据选择概率在其邻居节点列表中随机选择下一跳节点。
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，簇头节点将农产品储运环境数据发送到汇聚节点时，预先判断汇聚节点是否在其邻居节点列表中，若汇聚节点在其邻居节点列表中，则直接将农产品储运环境数据转发至汇聚节点，若汇聚节点不在其邻居节点列表中，则簇头节点以多跳中继方式将农产品储运环境数据发送至汇聚节点，并在其邻居节点列表中选择下一跳中继节点，具体包括：
(1)设需选择下一跳中继节点的簇头节点为λ，若λ的邻居节点列表中存在簇头节点，簇头节点为1个时选择该簇头节点为中继节点，簇头节点为多个时则按照下列公式计算各簇头节点的优选值，选择优选值最大的簇头节点为中继节点：
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式中，D(g,λ)表示λ的邻居节点列表中的簇头节点g与λ之间的距离，D(g,sink)表示g与汇聚节点之间的距离，μ为设定的权重系数，设定范围为0.5<μ<1；
(2)若λ的邻居节点列表中不存在簇头节点，则按照下列公式计算邻居节点列表中各邻居节点的路由概率，并从中选取路由概率最大对应的邻居节点作为中继节点：
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式中，Pλv(t)表示λ的邻居节点列表中的邻居节点v在当前时刻t时的路由概率，Ev(t)表示v在当前时刻t时的剩余能量，为λ的邻居节点列表中的邻居节点的平均剩余能量，D(v,sink)为v与汇聚节点之间的距离，L(v,sink)表示v到汇聚节点经过的最小跳数。
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Publications (1)
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108495283A (zh) * | 2018-03-20 | 2018-09-04 | 梧州井儿铺贸易有限公司 | 一种农产品储运环境智能监控系统 |
| CN108881499A (zh) * | 2018-09-05 | 2018-11-23 | 佛山豆萁科技有限公司 | 加油站安全管理系统 |
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2017
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