CN114666748B - 一种猕猴桃种植灌溉的生态数据感知与调控方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种猕猴桃种植灌溉的生态数据感知与调控方法及系统，所述方法包括：根据每块猕猴桃种植区域当中的各灌溉装置的预设位置信息，确定每块猕猴桃种植区域的灌溉群主；向每个灌溉群主发送广播信令，以使收到广播的灌溉装置自动加入距离自己最近的灌溉群主所在的灌溉群当中；接收每个灌溉群主上报的其所在灌溉群内所有灌溉装置感知的生态数据；判断是否存在其感知的生态数据满足预设的灌溉模式切换条件的目标灌溉装置；若是，则向目标灌溉装置对应的灌溉群主下发灌溉模式切换条件对应的灌溉模式切换指令，以对应切换其灌溉模式。本发明解决了在猕猴桃生态灌溉当中如何有效布置生态感知节点以及如何构建合理的通讯架构的难点。

Description

一种猕猴桃种植灌溉的生态数据感知与调控方法及系统

技术领域

本发明涉及生态数据感知与调控技术领域，特别涉及一种猕猴桃种植灌溉的生态数据感知与调控方法及系统。

背景技术

猕猴桃属猕猴桃科，不仅具有不错的食用价值还具有丰富的药用价值，猕猴桃分布于中南及陕西、四川、江苏、安徽、浙江、江西、福建、贵州、云南等地。具有解热，止渴，健胃，通淋之功效。主治烦热，消渴，肺热干咳，消化不良，湿热黄疸，石淋，痔疮。

猕猴桃种植过程当中灌溉尤为关键，传统主要依赖于人工定时定点进行喷淋灌溉，但是这种方式不仅效率低劳动强度大、而且灌溉效果非常一般。随着灌溉设备的诞生，通过在猕猴桃种植区域布设管路及灌溉设备，定时打开阀门就能够实现自动灌溉，这种方式不仅解放人力而且一定程度上提供了灌溉效果，对猕猴桃产量增长起到很关键的作用。

然而，目前的自动灌溉依然存在很大不足，例如目前灌溉时机的选择依赖于人工经验，即凭借人为主观因素来判断是否需要打开阀门进行灌溉，这就要求农户要有丰富的种植经验，同时这种方式通常是全面灌溉，无法做到区分化针对性灌溉，由于不同种植区域、甚至同一种植区域的不同地方的生态环境不同，全面灌溉会导致部分猕猴桃树因灌溉过度或灌溉不及时而导致产量下降甚至死亡。

目前虽然有少数通过采用传感器来感知生态数据并通过控制器自动开启或关闭灌溉设备的方案，但是这种方案因各传感器均单独与控制器通讯，在传感器数量过多时，控制器很容易出现因过多信号源冲击而经常导致宕机，并且传感器网络也会因能耗过大而快速达到生命周期，因此这种方案目前只适用于小范围种植区域、或者布置少量传感器的场景。此外，为了实现更全面的生态数据感知，一般要求传感器分布的要相对密集，这种情况容易出现各传感器之间的收发信号之间产生干扰，导致控制器下发的一些控制指令不能够得到有效响应，最终导致灌溉调控失效。

因此如何有效布置生态感知节点、如何构建合理的通讯架构、以及如何在传感器分布相对密集的情况下，保证灌溉调控指令都能够有效得到响应成为猕猴桃生态灌溉的难点和重点。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种猕猴桃种植灌溉的生态数据感知与调控方法及系统，以解决背景技术当中的至少一个技术问题的技术问题。

根据本发明实施例的一种猕猴桃种植灌溉的生态数据感知与调控方法，应用于猕猴桃种植灌溉的生态数据感知与调控系统当中，所述猕猴桃种植灌溉的生态数据感知与调控系统包括服务器及具有无线通讯功能和生态数据感知功能的若干灌溉装置，所述若干灌溉装置用于对不同的猕猴桃树进行生态数据感知与灌溉，所述方法具体应用于所述服务器当中，所述方法包括：

根据每块猕猴桃种植区域当中的各所述灌溉装置的预设位置信息，确定每块所述猕猴桃种植区域的灌溉群主，所述灌溉群主为所述猕猴桃种植区域当中的其中一个所述灌溉装置；

向每个所述灌溉群主发送广播信令，以让每个所述灌溉群主以广播形式将自己成为群主的消息告知其它灌溉装置，以使收到广播的灌溉装置自动加入距离自己最近的灌溉群主所在的灌溉群当中，每个所述灌溉群对应一块所述猕猴桃种植区域；

接收每个所述灌溉群主上报的其所在灌溉群内所有所述灌溉装置感知的生态数据；

判断是否存在其感知的生态数据满足预设的灌溉模式切换条件的目标灌溉装置；

若是，则向所述目标灌溉装置对应的灌溉群主下发静默指令，以使所述灌溉群主通知其灌溉群内的所有所述目标灌溉装置进入静默状态；

向所述目标灌溉装置对应的灌溉群主下发所述灌溉模式切换条件对应的灌溉模式切换指令，以使所述灌溉群主通知其灌溉群内的所有所述目标灌溉装置将灌溉模式切换为与所述灌溉模式切换指令对应的目标灌溉模式，模式切换后所述目标灌溉装置取消静默状态。

另外，根据本发明上述实施例的一种猕猴桃种植灌溉的生态数据感知与调控方法，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，向所述目标灌溉装置对应的灌溉群主下发静默指令，以使所述灌溉群主通知其灌溉群内的所有所述目标灌溉装置进入静默状态的步骤包括：

向所述目标灌溉装置对应的灌溉群主下发静默指令，以使所述灌溉群主通知其灌溉群内的所有所述目标灌溉装置及其相邻灌溉装置进入静默状态，所述目标灌溉装置的相邻灌溉装置基于预建立的相邻关系群确认；

其中，当所述目标灌溉装置取消静默状态时，所述目标灌溉装置在其相邻关系群当中进行广播，以通知所述目标灌溉装置的相邻灌溉装置取消静默状态。

进一步地，向所述目标灌溉装置对应的灌溉群主下发所述灌溉模式切换条件对应的灌溉模式切换指令的步骤之前，还包括：

向所述目标灌溉装置对应的灌溉群主下发所述灌溉模式切换条件对应的通讯频率调制指令，以使所述灌溉群主通知其灌溉群内的所有所述目标灌溉装置将通讯频率调制为与所述通讯频率调制指令对应的目标通讯频率。

进一步地，向所述目标灌溉装置对应的灌溉群主下发所述灌溉模式切换条件对应的灌溉模式切换指令的步骤包括：

向所述目标灌溉装置对应的灌溉群主下发以所述目标通讯频率调制的所述灌溉模式切换条件对应的灌溉模式切换指令。

进一步地，还包括：

当接收到一目标灌溉模式下的生态数据获取请求时，根据所述目标灌溉模式确定与所述目标灌溉模式对应的目标通讯频率；

从所有所述灌溉群主上报的所有所述灌溉装置感知的生态数据当中，以所述目标灌溉模式对应的目标通讯频率进行筛选，以筛选出当前处于所述目标灌溉模式下的灌溉装置感知的生态数据。

进一步地，向所述目标灌溉装置对应的灌溉群主下发所述灌溉模式切换条件对应的灌溉模式切换指令的步骤之后，还包括：

通过对应的灌溉群主持续获取所述目标灌溉装置感知的生态数据，并判断所述目标灌溉装置感知的生态数据的变化趋势是否符合所述目标灌溉模式对应的目标变化趋势；

若否，则根据预建立的相邻关系群，确定所述目标灌溉装置的相邻灌溉装置，并通过对应的灌溉群主向所述相邻灌溉装置下发所述目标变化趋势对应的灌溉模式切换指令。

进一步地，建立所述相邻关系群包括：

根据所述猕猴桃种植区域当中的各所述灌溉装置的预设位置信息，构建所述猕猴桃种植区域的灌溉装置位置阵列；

对所述灌溉装置位置阵列当中的每个灌溉装置进行依序编号，并根据所述灌溉装置位置阵列当中的每个灌溉装置的编号，确定每个所述灌溉装置的相邻灌溉装置，以构建所述相邻关系群。

进一步地，还包括：

判断所述灌溉群主是否满足预设更换条件，若是，则从所述灌溉群主的相邻关系群当中按预设选取规则选取一新灌溉群主，并向所述新灌溉群主发送所述广播信令；

其中，所述预设更换条件包括长期未上报感知的生态数据、所述相邻灌溉装置对所述目标变化趋势对应的灌溉模式切换指令无响应、和所述灌溉群主主动申请更换。

根据本发明实施例的一种猕猴桃种植灌溉的生态数据感知与调控系统，包括服务器及具有无线通讯功能和生态数据感知功能的若干灌溉装置，所述若干灌溉装置用于对不同的猕猴桃树进行生态数据感知与灌溉，所述服务器包括：

信息处理模块，根据每块猕猴桃种植区域当中的各所述灌溉装置的预设位置信息，确定每块所述猕猴桃种植区域的灌溉群主，所述灌溉群主为所述猕猴桃种植区域当中的其中一个所述灌溉装置；

信令发送模块，用于向每个所述灌溉群主发送广播信令，以让每个所述灌溉群主以广播形式将自己成为群主的消息告知其它灌溉装置，以使收到广播的灌溉装置自动加入距离自己最近的灌溉群主所在的灌溉群当中，每个所述灌溉群对应一块所述猕猴桃种植区域；

数据接收模块，用于接收每个所述灌溉群主上报的其所在灌溉群内所有所述灌溉装置感知的生态数据；

条件判断模块，用于判断是否存在其感知的生态数据满足预设的灌溉模式切换条件的目标灌溉装置；

模式切换模块，用于当判断到存在所述目标灌溉装置时，向所述目标灌溉装置对应的灌溉群主下发静默指令，以使所述灌溉群主通知其灌溉群内的所有所述目标灌溉装置进入静默状态；向所述目标灌溉装置对应的灌溉群主下发所述灌溉模式切换条件对应的灌溉模式切换指令，以使所述灌溉群主通知其灌溉群内的所有所述目标灌溉装置将灌溉模式切换为与所述灌溉模式切换指令对应的目标灌溉模式，模式切换后所述目标灌溉装置取消静默状态。

另外，根据本发明上述实施例的一种猕猴桃种植灌溉的生态数据感知与调控系统，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，所述服务器还包括：

频率调制模块，用于向所述目标灌溉装置对应的灌溉群主下发所述灌溉模式切换条件对应的通讯频率调制指令，以使所述灌溉群主通知其灌溉群内的所有所述目标灌溉装置将通讯频率调制为与所述通讯频率调制指令对应的目标通讯频率。

进一步地，所述服务器还包括：

变化判断模块，用于通过对应的灌溉群主持续获取所述目标灌溉装置感知的生态数据，并判断所述目标灌溉装置感知的生态数据的变化趋势是否符合所述目标灌溉模式对应的目标变化趋势；

相邻处置模块，用于当判断到所述目标灌溉装置感知的生态数据的变化趋势是否符合所述目标变化趋势时，根据预建立的相邻关系群，确定所述目标灌溉装置的相邻灌溉装置，并通过对应的灌溉群主向所述相邻灌溉装置下发所述目标变化趋势对应的灌溉模式切换指令。

与现有技术相比：通过在猕猴桃种植区域分布若干具有无线通讯功能和生态数据感知功能的若干灌溉装置，由灌溉装置将不同猕猴桃树所处环境的生态数据上报到服务器，这样服务器就可以根据不同的生态数据来对应控制灌溉装置的灌溉模式，从而做到区分化针对性灌溉，这样就可以大大降低农户种植经验的要求，提高猕猴桃产量。更重要的是，本发明通过确立灌溉群主，由灌溉群主收集并向服务器转发同一种植区域内所有的灌溉装置感知的生态数据，并由灌溉群主向其他灌溉装置转发服务器下发的信令，这样相比于各灌溉装置独立与服务器通讯的方式，能够大幅降低平均通讯距离，大大降低能耗，延长整个网络的生命周期，同时还能够大幅降低服务器接收的信号源数量，避免因受到过多信号源的冲击而出现宕机现象，使数据处理更加有序、快速和稳定，也能够降低服务器处理能力的要求，因此本方法可以使用于大范围种植区域、大面积布置传感器的应用场景。此外，本申请通过预先构建相邻关系群，并在下发灌溉模式切换指令之前，根据相邻关系群，确定目标灌溉装置的相邻灌溉装置，然后让目标灌溉装置及其相邻灌溉装置先进入静默状态之后、再下发灌溉模式切换指令给目标灌溉装置，这样就大大减少了灌溉模式切换指令的干扰源，在传感器分布相对密集的情况下，依然能够有效保证每个灌溉模式切换指令都能够得到有效响应，始终能够保证灌溉调控的有效性，这样就能够实现更全面的生态数据感知和灌溉调控。

附图说明

图1为本发明第一实施例中的猕猴桃种植灌溉的生态数据感知与调控方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的灌溉装置的布置示意图；

图3为本发明实施例提供的灌溉装置的模块结构示意图；

图4为本发明实施例提供的灌溉装置位置阵列的示意图；

图5为本发明第四实施例中的猕猴桃种植灌溉的生态数据感知与调控系统的结构示意图。

以下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例一

请参阅图1，所示为本发明第一实施例中的猕猴桃种植灌溉的生态数据感知与调控方法，应用于猕猴桃种植灌溉的生态数据感知与调控系统当中，所述猕猴桃种植灌溉的生态数据感知与调控系统包括服务器及具有无线通讯功能和生态数据感知功能的若干灌溉装置，所述若干灌溉装置用于对不同的猕猴桃树进行生态数据感知与灌溉，所述方法具体应用于所述服务器当中，所述方法具体包括步骤S01- S06。

步骤S01，根据每块猕猴桃种植区域当中的各所述灌溉装置的预设位置信息，确定每块所述猕猴桃种植区域的灌溉群主。

其中，每块猕猴桃种植区域当中的各灌溉装置构成一灌溉装置群，也即为一个灌溉群，灌溉群主为根据预定规则从中确认的其中一个灌溉装置。

在具体实施时，为了保证灌溉的全面性，可以在每棵猕猴桃树上都布置灌溉装置，又或者是每相邻两棵或三棵（实际不限）猕猴桃树共用一个灌溉装置，具体布置情况不做严格限制，只要能够让每棵猕猴桃树都能够均匀得到有效灌溉即可。在布置灌溉装置时，可以结合GPS定位每个灌溉装置的位置坐标，由此得到其预设位置信息。又或者，由于猕猴桃树一般是按株距行列均匀种植的，因此灌溉装置的布置通常情况也是等距分布的，即行列大致等距间隔分布，整体呈矩阵形式分布，因此也可以对灌溉装置进行依序编号，以每个灌溉装置的编号作为其预设位置信息。

此外，在确定每块猕猴桃种植区域当中的各灌溉装置的预设位置信息之后，就可以确定最靠近猕猴桃种植区域中心处的中心灌溉装置，由于中心灌溉装置到同一种植区域内的各其他灌溉装置的平均通讯距离最小，此时可以将中心灌溉装置确定为灌溉群主，之后本区域内的所有灌溉装置与服务器之间的通讯均由该灌溉群主进行转达，这样相比于各灌溉装置独立与服务器通讯的方式，能够大幅降低平均通讯距离，大大降低能耗，同时灌溉群主与区域内的各其他灌溉装置的平均通讯距离最小，因此区域内的通讯能耗也会最小，延长整个网络的生命周期。在其他实施例当中，灌溉群主还可以为信号最强、电量最充足的灌溉装置。

在本实施例一些可选情况当中，还可以基于图像来对不同猕猴桃种植区域进行分割，具体可以通过无人机或卫星高清影像来获取整个猕猴桃种植园的图像，然后将整个猕猴桃种植园的各种植区域人工分割出来，或者是基于图像识别技术来识别每块种植区域的边界，由此自动完成各种植区域的分割，例如在具体实施时，可以在每块种植区域的边界铺设特定标识物，该特定标识物一方面可用于实际划分不同的种植区域，另一方面也有利用基于图像来识别每块种植区域的边界，特定标识物例如为草坪、围栏、沟渠等，这些特定标识物应当与周围环境具有明显区别的像素特征，例如当特定标识物为草坪时，草坪为绿色、而种植区域的土壤为灰色，由此便于图像识别。在具体实施时，可以收集大量的种植区域图像，然后人工标记出种植区域图像的边界的特定标识物，再基于卷积神经网络来对人工标记后的种植区域图像进行训练，从而训练得到能够自动分割不同猕猴桃种植区域的卷积神经网络模型。通过人工或自动分割出不同的猕猴桃种植区域，这样在记录灌溉装置的预设位置信息时，就无需按不同区域来区分，单纯记录灌溉装置的预设位置信息即可。后续基于预设位置信息将灌溉装置映射到整个整个猕猴桃种植园的图像上，经过不同的猕猴桃种植区域的分割，自然确认出每块猕猴桃种植区域当中的各灌溉装置。

步骤S02，向每个所述灌溉群主发送广播信令，以让每个所述灌溉群主以广播形式将自己成为群主的消息告知其它灌溉装置，以使收到广播的灌溉装置自动加入距离自己最近的灌溉群主所在的灌溉群当中，每个所述灌溉群对应一块所述猕猴桃种植区域。

也即，在确定了灌溉群主之后，由于服务器知晓所有灌溉装置的通讯标识码（如IP地址），因此服务器可以向每一灌溉群主分别下发一广播信令，灌溉群主在接收到广播信令之后，就知晓当前服务器已确定自己为群主，则灌溉群主会将自己是群主的消息广播出去，使得收到群主广播的其他灌溉装置会主动与距离自己最近的灌溉群主建立通讯连接，从而加入距离自己最近的灌溉群主所在的灌溉群当中。之后，灌溉群主将收集并向服务器转发本灌溉群当中的其他灌溉装置感知的生态数据，并由灌溉群主向本灌溉群当中的其他灌溉装置转发服务器下发的信令。

步骤S03，接收每个所述灌溉群主上报的其所在灌溉群内所有所述灌溉装置感知的生态数据。

步骤S04，判断是否存在其感知的生态数据满足预设的灌溉模式切换条件的目标灌溉装置。

其中，当判断到存在所述目标灌溉装置时，执行步骤S05-步骤S06，当判断到不存在所述目标灌溉装置时，则不动作并继续对后续上报的生态数据进行监测。

步骤S05，向所述目标灌溉装置对应的灌溉群主下发静默指令，以使所述灌溉群主通知其灌溉群内的所有所述目标灌溉装置进入静默状态。

具体地，通过在下发灌溉模式切换指令之前，先通知目标灌溉装置进入静默状态，在静默状态下，目标灌溉装置的无线通信模块只接收信息不发送信号，从而避免目标灌溉装置的收发信息之间产生干扰和冲突，保证能够第一时间接收到灌溉模式切换指令。

步骤S06，向所述目标灌溉装置对应的灌溉群主下发所述灌溉模式切换条件对应的灌溉模式切换指令，以使所述灌溉群主通知其灌溉群内的所有所述目标灌溉装置将灌溉模式切换为与所述灌溉模式切换指令对应的目标灌溉模式，模式切换后所述目标灌溉装置取消静默状态。

示例而非限定，请参阅图2和图3，灌溉装置可以包括灌溉喷头1、电控阀门2、传感器组5以及无线通信模块6，灌溉喷头1可以布置于猕猴桃树上，并通过支水管3与铺设于地面的主水管10连接，电控阀门2例如为电磁阀，其卡设于支水管3上，用于控制灌溉喷头1的喷水的开启、关断、大小（强度）等，从而控制不同的灌溉模式，例如当电控阀门2开启并且阀门开度较小时，当前处于一级灌溉模式，此时灌溉喷头1的喷水量较小，随着阀门开度的增大对应的灌溉等级也随着提高，又如当电控阀门2关闭时，当前处于非灌溉模式，此时灌溉喷头停止喷水。传感器组5主要用于采集生态环境数据，示例而非限定，传感器组例如可以包括温度传感器、湿度传感器、光照度传感器等，对应采集猕猴桃所处环境的空气温度、土壤温度、空气湿度、土壤湿度、光照度等当中的一种或多种生态环境数据。无线通信模块6例如可以为蓝牙通讯模块、wifi通讯模块或射频通讯模块，无线通信模块主要用于接收和发送数据。在一些可选实施例当中，灌溉装置还可以包括MCU(Microcontroller Unit，微控制单元) , 传感器组5感知的生态数据可先经MCU4处理后再通过无线通信模块发出，无线通信模块6接收的信令可先发送给MCU4，由MCU4根据信令来控制电控阀门2，由此控制不同的灌溉模式。在本实施例当中，传感器组、无线通信模块及MCU与电控阀门集成在一起，当然在其他实施例当中，传感器组、无线通信模块、MCU与电控阀门也可以独立设置、或者部分集成，例如当传感器组需要感知土壤温度和土壤湿度时，传感器组应当置于土壤当中，而无线通信模块及MCU与电控阀门可以集成在一起，此时传感器组可以通过导线与MCU建立通讯连接。

在一些可选实施例当中，灌溉装置可外接市电进行供电，此时需要在种植区域内进行布线，同时对于一些偏远地区，由于无法接入市电，通常会在猕猴桃种植园区布置一个蓄电站（相当于大的蓄电池，由园区自行发电），这种情况也需要在种植区域内进行布线，以接入蓄电站进行供电。作为优选方式，灌溉装置还可以由自带的可充电或可更换的电池进行供电，这种供电方式无需在种植区域内进行布线，布置相对简单安全，同时这种小型的MCU、传感器及无线通信模块都已经达到低功耗级别，由内置电池供电依然能够维持较长时间工作，只需定期更换电池或充电即可。在内置电池或外接蓄电站供电的情况下，若系统功耗较大，将大大缩短整个系统的生命周期。

需要说明的是，由于不同生态环境下对应的灌溉情况有所不同，例如天气炎热、空气湿度低的情况下，就可以较大的灌溉量，反之天气湿度较高的情况下，就可以相应降低或关闭灌溉量。本实施例可以基于不同的生态环境设定不同的灌溉模式切换条件，并根据不同的灌溉模式切换条件标定不同的灌溉模式，从而根据不同生态数据有针对性的调整灌溉模式。例如同一猕猴桃种植区域在同一时刻一部分受遮挡没有太阳照射、而另一部分有太阳照射，根据本方法的条件，没有太阳照射的部分和有太阳照射的部分对应的灌溉模式将不相同。

例如，当灌溉模式切换条件为：40%＜空气湿度≤50%且30℃≤空气温度＜35℃时，对应的灌溉模式可以为一级灌溉模式；又如当灌溉模式切换条件为：30%＜空气湿度≤40%且35℃＜空气温度≤38℃时，对应的灌溉模式可以为二级灌溉模式；又如当灌溉模式切换条件为空气湿度≤30%、38℃＜空气温度时，对应的灌溉模式可以为三级灌溉模式，又如当灌溉模式切换条件为：50%＜空气湿度时，对应的灌溉模式可以为非灌溉模式。

在本发明一些可选实施例当中，步骤S05具体可以包括：

向所述目标灌溉装置对应的灌溉群主下发静默指令，以使所述灌溉群主通知其灌溉群内的所有所述目标灌溉装置及其相邻灌溉装置进入静默状态，所述目标灌溉装置的相邻灌溉装置基于预建立的相邻关系群确认；

其中，当所述目标灌溉装置取消静默状态时，所述目标灌溉装置在其相邻关系群当中进行广播，以通知所述目标灌溉装置的相邻灌溉装置取消静默状态。

也即，作为静默方案的另一个可选方式，即在下发灌溉模式切换指令之前，不仅会让目标灌溉装置进入静默状态，还会让目标灌溉装置的相邻灌溉装置也进入静默状态，这样能够极大程度上避免相邻灌溉装置的收发信号对目标灌溉装置的接收信号造成干扰，从而保证灌溉模式切换指令能够精确、快速下达目标灌溉装置。

其中，所述目标灌溉装置的相邻灌溉装置基于预建立的相邻关系群确认，即通过预先确定每个灌溉装置的相邻灌溉装置，从而构建每个灌溉装置的相邻关系群，从而基于之前确立的相邻关系群，精确、快速找到目标灌溉装置的相邻灌溉装置。

相应的，对于目标灌溉装置及其相邻灌溉装置同时进入静默状态的方案，当目标灌溉装置取消静默状态时，目标灌溉装置可以在相邻关系群当中进行广播，以通知目标灌溉装置的相邻灌溉装置取消静默状态。在具体实施时，可以在构建相邻关系群之后，将每个灌溉装置的相邻关系群信息发送给灌溉装置，使每个灌溉装置知晓与其相邻的每个相邻灌溉装置的通讯标识，这样就可以构建相邻关系群对应的局域网，在灌溉装置取消静默状态时，就能够以广播形式通知其相邻灌溉装置也恢复静默状态。或者作为另一种可选方式，也可以让相邻灌溉装置静默预设时间后自动取消静默状态。

综上，本发明上述实施例当中的猕猴桃种植灌溉的生态数据感知与调控方法，通过在猕猴桃种植区域分布若干具有无线通讯功能和生态数据感知功能的若干灌溉装置，由灌溉装置将不同猕猴桃树所处环境的生态数据上报到服务器，这样服务器就可以根据不同的生态数据来对应控制灌溉装置的灌溉模式，从而做到区分化针对性灌溉，这样就可以大大降低农户种植经验的要求，提高猕猴桃产量。更重要的是，本发明通过确立灌溉群主，由灌溉群主收集并向服务器转发同一种植区域内所有的灌溉装置感知的生态数据，并由灌溉群主向其他灌溉装置转发服务器下发的信令，这样相比于各灌溉装置独立与服务器通讯的方式，能够大幅降低平均通讯距离，大大降低能耗，延长整个网络的生命周期，同时还能够大幅降低服务器接收的信号源数量，避免因受到过多信号源的冲击而出现宕机现象，使数据处理更加有序、快速和稳定，也能够降低服务器处理能力的要求，因此本方法可以使用于大范围种植区域、大面积布置传感器的应用场景。此外，本申请通过预先构建相邻关系群，并在下发灌溉模式切换指令之前，根据相邻关系群，确定目标灌溉装置的相邻灌溉装置，然后让目标灌溉装置及其相邻灌溉装置先进入静默状态之后、再下发灌溉模式切换指令给目标灌溉装置，这样就大大减少了灌溉模式切换指令的干扰源，在传感器分布相对密集的情况下，依然能够有效保证每个灌溉模式切换指令都能够得到有效响应，始终能够保证灌溉调控的有效性，这样就能够实现更全面的生态数据感知和灌溉调控。

实施例二

本发明第二实施例还提出一种猕猴桃种植灌溉的生态数据感知与调控方法，本实施例当中的猕猴桃种植灌溉的生态数据感知与调控方法与第一实施例当中的不同之处在于，向所述目标灌溉装置对应的灌溉群主下发所述灌溉模式切换条件对应的灌溉模式切换指令的步骤之前，还包括：

向所述目标灌溉装置对应的灌溉群主下发所述灌溉模式切换条件对应的通讯频率调制指令，以使所述灌溉群主通知其灌溉群内的所有所述目标灌溉装置将通讯频率调制为与所述通讯频率调制指令对应的目标通讯频率。

相应的，向所述目标灌溉装置对应的灌溉群主下发所述灌溉模式切换条件对应的灌溉模式切换指令的具体步骤包括：

向所述目标灌溉装置对应的灌溉群主下发以所述目标通讯频率调制的所述灌溉模式切换条件对应的灌溉模式切换指令。灌溉群主应当设置为全频域信号收发，保证不同通讯频率的信号都能正常收发。

在此基础上，当接收到一目标灌溉模式下的生态数据获取请求时，根据所述目标灌溉模式确定与所述目标灌溉模式对应的目标通讯频率；

从所有所述灌溉群主上报的所有所述灌溉装置感知的生态数据当中，以所述目标灌溉模式对应的目标通讯频率进行筛选，以筛选出当前处于所述目标灌溉模式下的灌溉装置感知的生态数据。

也即，在下发灌溉模式切换指令之前，先让灌溉群内的所有目标灌溉装置的无线通信模块处于静默状态，静默状态下无线通信模块只接收信息不发送信号，然后再向灌溉群内的所有目标灌溉装置下发对应的通讯频率调制指令，以将目标灌溉装置的无线通信模块的通讯频率调制为与其所要调整为的目标灌溉模式对应的目标通讯频率，例如其中一目标灌溉装置需要调整为一级灌溉模式，则其通讯频率调制为第一频率，而另一目标灌溉装置则需要调整为二级灌溉模式，则其通讯频率调制为第二频率。使得，相同灌溉模式的灌溉装置采用相同通讯频率，而不同灌溉模式的灌溉装置采用不同通讯频率，这样服务器就可以基于通讯频率来直接区分灌溉装置当前所处的灌溉模式，并且还能够筛选出当前处于同一种灌溉模式下的所有灌溉装置感知的生态数据，这样就非常方便对灌溉装置进行管控，例如能够轻松获取当前处于非灌溉模式的灌溉装置有哪些、以及他们各自感知的生态数据，同时还能够直观的判断生态数据与当前所处的灌溉模式是否匹配，可以达到定期排查故障的效果。与此同时，通过区分不同的通讯频率，也能够降低信号间干扰。

需要说明的是，在修改目标灌溉装置的无线通信模块的通讯频率之前，先让所有目标灌溉装置进入静默状态也有利于：避免信号冲突而发生故障，例如当目标灌溉装置当前正在准备调制待发送的生态数据时，若此时恰巧接收到频率调制指令，此时就容易出现信号冲突，发生故障。

在实际项目推进过程当中发现，由于同一猕猴桃种植区域当中需要布置较多的灌溉装置，在距离较近的情况下，灌溉群主与各灌溉装置之间的通讯有可能会相互干扰，导致信号出错或混乱，在实际实施当中，可以采用高精度的无线通讯模块来解决这一问题，但是这是解决方案会提升整个系统的硬件成本。为了在不额外增加硬件成本的情况下，避免相邻灌溉装置之间产生信号干扰，在一些可选实施例当中，相邻灌溉装置的传感器组感知生态数据的间隔可以设置为不同，例如一个每隔1分钟感知并上报一次、而另一个每隔2分钟感知并上报一次，这样使得相邻灌溉装置上报生态数据的时间错开，从而避免上传信号间相互干扰，避免感知的生态数据出现因信号干扰而导致的遗失、混乱或出错等现象，同时服务器下发的信令也会相应错开，避免下发信令间相互干扰，避免下发的信令出现因信号干扰而导致的接收不成功、接收错误及接收混乱等现象。

实施例三

本发明第三实施例还提出一种猕猴桃种植灌溉的生态数据感知与调控方法，本实施例当中的猕猴桃种植灌溉的生态数据感知与调控方法与第一实施例当中的不同之处在于，向所述目标灌溉装置对应的灌溉群主下发所述灌溉模式切换条件对应的灌溉模式切换指令的步骤之后，还包括：

通过对应的灌溉群主持续获取所述目标灌溉装置感知的生态数据，并判断所述目标灌溉装置感知的生态数据的变化趋势是否符合所述目标灌溉模式对应的目标变化趋势；

若否，则根据预建立的相邻关系群，确定所述目标灌溉装置的相邻灌溉装置，并通过对应的灌溉群主向所述相邻灌溉装置下发所述目标变化趋势对应的灌溉模式切换指令。

应当理解的，通过调整目标灌溉装置的灌溉模式、能够改善目标灌溉装置所处环境的生态数据，因此在目标灌溉装置的灌溉模式调整之后，通过持续对目标灌溉装置之后感知的生态数据进行变化趋势监测，若变化趋势符合理论变化趋势，例如三级灌溉模式下空气湿度会快速提升，则判定目标灌溉装置正常响应本次灌溉模式的调整，否则代表目标灌溉装置未能正常响应本次灌溉模式的调整，可能出现故障，例如可能目标灌溉装置的通讯模块、电控阀门等硬件损坏，又或者时目标灌溉装置掉电，又或者是因上述指出的信号干扰而导致信号未成功发送到目标等等，此时可以通过报警来提醒工作人员及时到场排查问题。

不仅如此，由于系统报警之后，工作人员可能无法及时收到报警信号或者是收到报警信号之后无法及时到场排查故障，在这段时间内，由于存在故障的目标灌溉装置始终无法响应之前的灌溉模式的调整，一直处于不对的灌溉模式下，例如原本需要启动一级灌溉但却仍处于非灌溉，又如原本需要降低至二级灌溉但却仍处于三级灌溉，导致在这段时间内，对应的猕猴桃树无法得到及时灌溉或者灌溉过度，为此本实施例通过预先构建每个灌溉装置的相邻关系群，当出现上述问题时，会向目标灌溉装置的相邻灌溉装置下发所述目标变化趋势对应的灌溉模式切换指令，例如针对原本需要启动一级灌溉但却仍处于非灌溉的情况，可以将其相邻灌溉装置的灌溉模式提升为二级灌溉，以增强相邻灌溉装置的灌溉强度，以通过相邻灌溉装置来对其进行补偿灌溉，避免对应的猕猴桃树无法得到及时灌溉；又如针对原本需要降低至二级灌溉但却仍处于三级灌溉的情况，可以将其相邻灌溉装置的灌溉模式降低为一级灌溉或非灌溉状态，以降低相邻灌溉装置的灌溉强度，避免对应的猕猴桃树过度灌溉。或者当灌溉喷头为旋转喷淋头时，可以在灌溉喷头朝向目标灌溉装置时，降低旋转喷淋头的旋转速度，使旋转喷淋头更多时间朝向目标灌溉装置喷淋，以更好的进行灌溉补偿。

在本实施例一些可选情况当中，建立所述相邻关系群包括：

根据所述猕猴桃种植区域当中的各所述灌溉装置的预设位置信息，构建所述猕猴桃种植区域的灌溉装置位置阵列；

对所述灌溉装置位置阵列当中的每个灌溉装置进行依序编号，并根据所述灌溉装置位置阵列当中的每个灌溉装置的编号，确定每个所述灌溉装置的相邻灌溉装置，以构建所述相邻关系群。

在具体实施时，可以预先构建坐标系，然后根据灌溉装置的预设位置信息（即坐标），将各灌溉装置投影到坐标系当中，从而构建灌溉装置位置阵列，然后根据横纵坐标来对灌溉装置进行编号。应当理解的，由于编号是按顺序且有规律，因此可以根据横纵坐标的相邻关系来确定相邻的灌溉装置。例如，如图4所示，编号为（1,1）的灌溉装置分别与编号为（1,2）的灌溉装置和编号为（2,1）的灌溉装置相邻，它们三者构建一相邻关系群A，该相邻关系群A为编号为（1,1）的灌溉装置的相邻关系群。又如编号为（1,2）的灌溉装置分别与编号为（1,1）的灌溉装置、编号为（2,2）的灌溉装置和编号为（1,3）的灌溉装置相邻，它们四者构建一相邻关系群D，该相邻关系群D为编号为（1,2）的灌溉装置的相邻关系群。又如编号为（1,4）的灌溉装置、分别与编号为（1,3）的灌溉装置、编号为（1,5）的灌溉装置以及编号为（2,4）的灌溉装置相邻，它们四者构建一相邻关系群B，该相邻关系群B为编号为（1,4）的灌溉装置的相邻关系群。又如编号为（3,3）的灌溉装置、分别与编号为（2,3）的灌溉装置、编号为（4,3）的灌溉装置、编号为（3,2）的灌溉装置、以及编号为（3,4）的灌溉装置相邻，它们五者构建一相邻关系群C，该相邻关系群C为编号为（3,3）的灌溉装置的相邻关系群，其他情况依次类推，从而确定每个灌溉装置的相邻关系群。

在一些可选实施例当中，灌溉装置位置阵列的另一个作用还可以为：可以将每个灌溉装置的当前浇灌模式及其对应的浇灌覆盖范围展示在灌溉装置位置阵列当中，以清晰的展示当前猕猴桃种植区域的浇灌状态图。

更进一步地，在其他可选实施例当中，所述猕猴桃种植灌溉的生态数据感知与调控方法还可以包括：判断所述灌溉群主是否满足预设更换条件，若是，则从所述灌溉群主的所述相邻关系群当中按预设选取规则选取一新灌溉群主，并向所述新灌溉群主发送所述广播信令；

其中，所述预设更换条件包括长期未上报感知的生态数据、所述相邻灌溉装置对所述目标变化趋势对应的灌溉模式切换指令无响应、和所述灌溉群主主动申请更换。

需要说明的是，由于灌溉群主也可能会出现故障，当灌溉群主长期未上报感知的生态数据时，可以判定灌溉群主可能出现硬件损坏或电量消耗等故障，导致其无法正常上报感知的生态数据；又如在对相邻灌溉装置的模式调整之后，若相邻灌溉装置后续感知的生态数据的变化趋势也不符合对应的理论变化趋势时，也可以判定灌溉群主可能出现硬件损坏或电量消耗等故障，导致其无法正常转发服务器下发的指令。在此情况下，就可以从灌溉群主的相邻关系群当中按电量最充足、或距离灌溉群主最近等选取规则选取一新灌溉群主，并向新灌溉群主发送广播信令，使其通知本群的其他灌溉装置更换了灌溉群主，从而顺利完成灌溉群主的更换。或者，灌溉群主也可以主动申请更换，例如灌溉群主在其电量低于阈值时主动向服务器提出更换灌溉群主，避免某个节点的能量过早的消耗完，延长整个网络架构的生命周期。

需要说明的是，以上各实施例及其特征之间在没有冲突的情况下可以相互组合。例如实施例一-三可以相互结合，从而形成一个同时包含实施例一-三所有的技术特征的新实施例。

实施例四

本发明另一方面还提供一种猕猴桃种植灌溉的生态数据感知与调控系统，请查阅图5，所示为本发明第四实施例中的猕猴桃种植灌溉的生态数据感知与调控系统，包括服务器及具有无线通讯功能和生态数据感知功能的若干灌溉装置，所述若干灌溉装置用于对不同的猕猴桃树进行生态数据感知与灌溉，所述服务器包括：

信息处理模块11，根据每块猕猴桃种植区域当中的各所述灌溉装置的预设位置信息，确定每块所述猕猴桃种植区域的灌溉群主，所述灌溉群主为所述猕猴桃种植区域当中的其中一个所述灌溉装置；

信令发送模块12，用于向每个所述灌溉群主发送广播信令，以让每个所述灌溉群主以广播形式将自己成为群主的消息告知其它灌溉装置，以使收到广播的灌溉装置自动加入距离自己最近的灌溉群主所在的灌溉群当中，每个所述灌溉群对应一块所述猕猴桃种植区域；

数据接收模块13，用于接收每个所述灌溉群主上报的其所在灌溉群内所有所述灌溉装置感知的生态数据；

条件判断模块14，用于判断是否存在其感知的生态数据满足预设的灌溉模式切换条件的目标灌溉装置；

模式切换模块15，用于当判断到存在所述目标灌溉装置时，向所述目标灌溉装置对应的灌溉群主下发静默指令，以使所述灌溉群主通知其灌溉群内的所有所述目标灌溉装置进入静默状态；向所述目标灌溉装置对应的灌溉群主下发所述灌溉模式切换条件对应的灌溉模式切换指令，以使所述灌溉群主通知其灌溉群内的所有所述目标灌溉装置将灌溉模式切换为与所述灌溉模式切换指令对应的目标灌溉模式，模式切换后所述目标灌溉装置取消静默状态。

进一步地，在本发明一些可选实施例当中，所述模式切换模块15还用于向所述目标灌溉装置对应的灌溉群主下发静默指令，以使所述灌溉群主通知其灌溉群内的所有所述目标灌溉装置及其相邻灌溉装置进入静默状态，所述目标灌溉装置的相邻灌溉装置基于预建立的相邻关系群确认；

其中，当所述目标灌溉装置取消静默状态时，所述目标灌溉装置在其相邻关系群当中进行广播，以通知所述目标灌溉装置的相邻灌溉装置取消静默状态。

进一步地，在本发明一些可选实施例当中，所述服务器还包括：

频率调制模块，用于向所述目标灌溉装置对应的灌溉群主下发所述灌溉模式切换条件对应的通讯频率调制指令，以使所述灌溉群主通知其灌溉群内的所有所述目标灌溉装置将通讯频率调制为与所述通讯频率调制指令对应的目标通讯频率。

进一步地，在本发明一些可选实施例当中，所述模式切换模块15还用于向所述目标灌溉装置对应的灌溉群主下发以所述目标通讯频率调制的所述灌溉模式切换条件对应的灌溉模式切换指令。

进一步地，在本发明一些可选实施例当中，所述服务器还包括：

数据筛选模块，用于当接收到一目标灌溉模式下的生态数据获取请求时，根据所述目标灌溉模式确定与所述目标灌溉模式对应的目标通讯频率；从所有所述灌溉群主上报的所有所述灌溉装置感知的生态数据当中，以所述目标灌溉模式对应的目标通讯频率进行筛选，以筛选出当前处于所述目标灌溉模式下的灌溉装置感知的生态数据。

进一步地，在本发明一些可选实施例当中，所述服务器还包括：

变化判断模块，用于通过对应的灌溉群主持续获取所述目标灌溉装置感知的生态数据，并判断所述目标灌溉装置感知的生态数据的变化趋势是否符合所述目标灌溉模式对应的目标变化趋势；

相邻处置模块，用于当判断到所述目标灌溉装置感知的生态数据的变化趋势是否符合所述目标变化趋势时，根据预建立的相邻关系群，确定所述目标灌溉装置的相邻灌溉装置，并通过对应的灌溉群主向所述相邻灌溉装置下发所述目标变化趋势对应的灌溉模式切换指令。

进一步地，在本发明一些可选实施例当中，所述服务器还包括：

相邻群构建模块，根据所述猕猴桃种植区域当中的各所述灌溉装置的预设位置信息，构建所述猕猴桃种植区域的灌溉装置位置阵列；对所述灌溉装置位置阵列当中的每个灌溉装置进行依序编号，并根据所述灌溉装置位置阵列当中的每个灌溉装置的编号，确定每个所述灌溉装置的相邻灌溉装置，以构建所述相邻关系群。

进一步地，在本发明一些可选实施例当中，所述服务器还包括：

群主更换模块，用于判断所述灌溉群主是否满足预设更换条件，若是，则从所述灌溉群主的相邻关系群当中按预设选取规则选取一新灌溉群主，并向所述新灌溉群主发送所述广播信令；其中，所述预设更换条件包括长期未上报感知的生态数据、所述相邻灌溉装置对所述目标变化趋势对应的灌溉模式切换指令无响应、和所述灌溉群主主动申请更换。

上述各模块、单元被执行时所实现的功能或操作步骤与上述方法实施例大体相同，在此不再赘述。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或它们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种猕猴桃种植灌溉的生态数据感知与调控方法，其特征在于，应用于猕猴桃种植灌溉的生态数据感知与调控系统当中，所述猕猴桃种植灌溉的生态数据感知与调控系统包括服务器及具有无线通讯功能和生态数据感知功能的若干灌溉装置，所述若干灌溉装置用于对不同的猕猴桃树进行生态数据感知与灌溉，所述方法具体应用于所述服务器当中，所述方法包括：

通过无人机或卫星高清影像来获取整个猕猴桃种植园的图像，并通过卷积神经网络模型对不同猕猴桃种植区域进行分割，在每块种植区域的边界铺设特定标识物，所述特定标识物为草坪、围栏或沟渠；

根据每块猕猴桃种植区域当中的各所述灌溉装置的预设位置信息，确定每块所述猕猴桃种植区域的灌溉群主，所述灌溉群主为所述猕猴桃种植区域当中的中心灌溉装置；

向每个所述灌溉群主发送广播信令，以让每个所述灌溉群主以广播形式将自己成为群主的消息告知其它灌溉装置，以使收到广播的灌溉装置自动加入距离自己最近的灌溉群主所在的灌溉群当中，每个所述灌溉群对应一块所述猕猴桃种植区域；

接收每个所述灌溉群主上报的其所在灌溉群内所有所述灌溉装置感知的生态数据，并判断是否存在其感知的生态数据满足预设的灌溉模式切换条件的目标灌溉装置；

若是，则向所述目标灌溉装置对应的灌溉群主下发静默指令，以使所述灌溉群主通知其灌溉群内的所有所述目标灌溉装置进入静默状态；

向所述目标灌溉装置对应的灌溉群主下发所述灌溉模式切换条件对应的灌溉模式切换指令，以使所述灌溉群主通知其灌溉群内的所有所述目标灌溉装置将灌溉模式切换为与所述灌溉模式切换指令对应的目标灌溉模式，模式切换后所述目标灌溉装置取消静默状态；

其中，向所述目标灌溉装置对应的灌溉群主下发静默指令，以使所述灌溉群主通知其灌溉群内的所有所述目标灌溉装置进入静默状态的步骤包括：

向所述目标灌溉装置对应的灌溉群主下发静默指令，以使所述灌溉群主通知其灌溉群内的所有所述目标灌溉装置及其相邻灌溉装置进入静默状态，所述目标灌溉装置的相邻灌溉装置基于预建立的相邻关系群确认；

其中，当所述目标灌溉装置取消静默状态时，所述目标灌溉装置在其相邻关系群当中进行广播，以通知所述目标灌溉装置的相邻灌溉装置取消静默状态，具体为在构建相邻关系群之后，将每个灌溉装置的相邻关系群信息发送给灌溉装置，使每个灌溉装置知晓与其相邻的每个相邻灌溉装置的通讯标识，构建相邻关系群对应的局域网，在灌溉装置取消静默状态时，以广播形式通知其相邻灌溉装置取消静默状态；此外，建立所述相邻关系群包括：

预先构建坐标系，根据所述猕猴桃种植区域当中的各所述灌溉装置的预设位置信息，将各灌溉装置投影到坐标系当中，构建所述猕猴桃种植区域的灌溉装置位置阵列；

根据横纵坐标对所述灌溉装置位置阵列当中的每个灌溉装置进行依序编号，并根据所述灌溉装置位置阵列当中的每个灌溉装置的编号，确定每个所述灌溉装置的相邻灌溉装置，以构建所述相邻关系群。

2.根据权利要求1所述的猕猴桃种植灌溉的生态数据感知与调控方法，其特征在于，向所述目标灌溉装置对应的灌溉群主下发所述灌溉模式切换条件对应的灌溉模式切换指令的步骤之前，还包括：

向所述目标灌溉装置对应的灌溉群主下发所述灌溉模式切换条件对应的通讯频率调制指令，以使所述灌溉群主通知其灌溉群内的所有所述目标灌溉装置将通讯频率调制为与所述通讯频率调制指令对应的目标通讯频率。

3.根据权利要求2所述的猕猴桃种植灌溉的生态数据感知与调控方法，其特征在于，向所述目标灌溉装置对应的灌溉群主下发所述灌溉模式切换条件对应的灌溉模式切换指令的步骤包括：

向所述目标灌溉装置对应的灌溉群主下发以所述目标通讯频率调制的所述灌溉模式切换条件对应的灌溉模式切换指令。

4.根据权利要求2或3所述的猕猴桃种植灌溉的生态数据感知与调控方法，其特征在于，还包括：

当接收到一目标灌溉模式下的生态数据获取请求时，根据所述目标灌溉模式确定与所述目标灌溉模式对应的目标通讯频率；

从所有所述灌溉群主上报的所有所述灌溉装置感知的生态数据当中，以所述目标灌溉模式对应的目标通讯频率进行筛选，以筛选出当前处于所述目标灌溉模式下的灌溉装置感知的生态数据。

5.根据权利要求1所述的猕猴桃种植灌溉的生态数据感知与调控方法，其特征在于，向所述目标灌溉装置对应的灌溉群主下发所述灌溉模式切换条件对应的灌溉模式切换指令的步骤之后，还包括：

通过对应的灌溉群主持续获取所述目标灌溉装置感知的生态数据，并判断所述目标灌溉装置感知的生态数据的变化趋势是否符合所述目标灌溉模式对应的目标变化趋势；

若否，则根据预建立的相邻关系群，确定所述目标灌溉装置的相邻灌溉装置，并通过对应的灌溉群主向所述相邻灌溉装置下发所述目标变化趋势对应的灌溉模式切换指令。

6.根据权利要求1所述的猕猴桃种植灌溉的生态数据感知与调控方法，其特征在于，还包括：

判断所述灌溉群主是否满足预设更换条件，若是，则从所述灌溉群主的相邻关系群当中按预设选取规则选取一新灌溉群主，并向所述新灌溉群主发送所述广播信令；

其中，所述预设更换条件包括长期未上报感知的生态数据、所述相邻灌溉装置对所述目标变化趋势对应的灌溉模式切换指令无响应、和所述灌溉群主主动申请更换。

7.一种猕猴桃种植灌溉的生态数据感知与调控系统，其特征在于，包括服务器及具有无线通讯功能和生态数据感知功能的若干灌溉装置，所述若干灌溉装置用于对不同的猕猴桃树进行生态数据感知与灌溉，所述服务器包括：

信息处理模块，根据每块猕猴桃种植区域当中的各所述灌溉装置的预设位置信息，确定每块所述猕猴桃种植区域的灌溉群主，所述灌溉群主为所述猕猴桃种植区域当中的中心灌溉装置；

信令发送模块，用于向每个所述灌溉群主发送广播信令，以让每个所述灌溉群主以广播形式将自己成为群主的消息告知其它灌溉装置，以使收到广播的灌溉装置自动加入距离自己最近的灌溉群主所在的灌溉群当中，每个所述灌溉群对应一块所述猕猴桃种植区域；

数据接收模块，用于接收每个所述灌溉群主上报的其所在灌溉群内所有所述灌溉装置感知的生态数据；

条件判断模块，用于判断是否存在其感知的生态数据满足预设的灌溉模式切换条件的目标灌溉装置；

模式切换模块，用于当判断到存在所述目标灌溉装置时，向所述目标灌溉装置对应的灌溉群主下发静默指令，以使所述灌溉群主通知其灌溉群内的所有所述目标灌溉装置进入静默状态；向所述目标灌溉装置对应的灌溉群主下发所述灌溉模式切换条件对应的灌溉模式切换指令，以使所述灌溉群主通知其灌溉群内的所有所述目标灌溉装置将灌溉模式切换为与所述灌溉模式切换指令对应的目标灌溉模式，模式切换后所述目标灌溉装置取消静默状态；

其中，所述模式切换模块还用于向所述目标灌溉装置对应的灌溉群主下发静默指令，以使所述灌溉群主通知其灌溉群内的所有所述目标灌溉装置及其相邻灌溉装置进入静默状态，所述目标灌溉装置的相邻灌溉装置基于预建立的相邻关系群确认；

其中，当所述目标灌溉装置取消静默状态时，所述目标灌溉装置在其相邻关系群当中进行广播，以通知所述目标灌溉装置的相邻灌溉装置取消静默状态，具体为在构建相邻关系群之后，将每个灌溉装置的相邻关系群信息发送给灌溉装置，使每个灌溉装置知晓与其相邻的每个相邻灌溉装置的通讯标识，构建相邻关系群对应的局域网，在灌溉装置取消静默状态时，以广播形式通知其相邻灌溉装置取消静默状态；此外，所述服务器还包括：

相邻群构建模块，用于预先构建坐标系，根据所述猕猴桃种植区域当中的各所述灌溉装置的预设位置信息，将各灌溉装置投影到坐标系当中，构建所述猕猴桃种植区域的灌溉装置位置阵列；

根据横纵坐标对所述灌溉装置位置阵列当中的每个灌溉装置进行依序编号，并根据所述灌溉装置位置阵列当中的每个灌溉装置的编号，确定每个所述灌溉装置的相邻灌溉装置，以构建所述相邻关系群；

其中，通过无人机或卫星高清影像来获取整个猕猴桃种植园的图像，并通过卷积神经网络模型对不同猕猴桃种植区域进行分割，在每块种植区域的边界铺设特定标识物，所述特定标识物为草坪、围栏或沟渠。

8.根据权利要求7所述的猕猴桃种植灌溉的生态数据感知与调控系统，其特征在于，所述服务器还包括：

频率调制模块，用于向所述目标灌溉装置对应的灌溉群主下发所述灌溉模式切换条件对应的通讯频率调制指令，以使所述灌溉群主通知其灌溉群内的所有所述目标灌溉装置将通讯频率调制为与所述通讯频率调制指令对应的目标通讯频率。

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