【技术实现步骤摘要】
一种农业无线传感器网络的寿命延长方法及系统
本专利技术涉及网络通信
里的农业物联网领域,特别涉及一种农业无线传感器网络的寿命延长方法及系统。
技术介绍
在农业领域中,大范围、实时、高效地获取农情信息是现代化农业生产和管理的一个重要环节。传统的依靠人工采集和有线测量的数据获取方式在实时性、精准性和便捷性等方面均无法满足精准农业的要求。无线传感器网络技术的应用,恰好弥补了这些不足,让种植者能够快速地掌握各种监测对象的信息,做到科学合理地进行农业种植和生产。农业无线传感器网络包含大量能够感知,处理和传输环境信息的节点(也就是无线传感器),而这些节点功率受限,特别是在农田相对恶劣环境下使用,使得能效成为无线传感器网络的关键指标,那么,如何平衡农业无线传感器网络的检测性能和生命周期,是农业无线传感器技术面临的挑战。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种农业无线传感器网络的寿命延长方法及系统,在保证农业无线传感器检测性能的前提下,延长农业无线传感器网络的生命周期。为实现上述目的,本专利技术提供了如下方案:一种农业无线传感器网络的寿命延长方法,所述寿命延长方法包括:步骤一:构建农业无线传感器网络;具体步骤如下:在监控区域内随机部署大量无线传感器节点,并根据所有所述无线传感器节点的分布关系构建农业无线传感器网络;其中,所述农业无线传感器网络的表达方程为期望值为λ2的齐次泊松方程;λ=A*d;A为监控区域的面积;d为监控区域内无线传感器节点的密度;在所述农业无线传感器网络中每个所述无线传感器节点的坐标是已知的;步骤二:确定每个所述无线传感器节点的感应范围;具体步骤如下 ...
【技术保护点】
1.一种农业无线传感器网络的寿命延长方法,其特征在于,所述寿命延长方法包括:步骤一:构建农业无线传感器网络;具体步骤如下:在监控区域内随机部署大量无线传感器节点,并根据所有所述无线传感器节点的分布关系构建农业无线传感器网络;其中,所述农业无线传感器网络的表达方程为期望值为λ2的齐次泊松方程;λ=A*d;A为监控区域的面积;d为监控区域内无线传感器节点的密度;在所述农业无线传感器网络中每个所述无线传感器节点的坐标是已知的;步骤二:确定每个所述无线传感器节点的感应范围;具体步骤如下:构建无线传感器节点信号检测模型;所述无线传感器节点信号检测模型用于实时确定每个所述无线传感器节点感测到被测物体的能量;确定每个所述无线传感器节点的检测能量阈值;将所述无线传感器节点感测到被测物体的能量与所述无线传感器节点对应的检测能量阈值进行比较,当所述无线传感器节点感测到被测物体的能量大于所述无线传感器节点对应的检测能量阈值时,确定所述无线传感器节点感测到的被测物体在所述无线传感器节点的感应范围;根据所述被测物体的位置坐标确定所述无线传感器节点的感应范围;步骤三:根据农业无线传感器网络内无线传感器节点的交叉感 ...
【技术特征摘要】
1.一种农业无线传感器网络的寿命延长方法,其特征在于,所述寿命延长方法包括:步骤一:构建农业无线传感器网络;具体步骤如下:在监控区域内随机部署大量无线传感器节点,并根据所有所述无线传感器节点的分布关系构建农业无线传感器网络;其中,所述农业无线传感器网络的表达方程为期望值为λ2的齐次泊松方程;λ=A*d;A为监控区域的面积;d为监控区域内无线传感器节点的密度;在所述农业无线传感器网络中每个所述无线传感器节点的坐标是已知的;步骤二:确定每个所述无线传感器节点的感应范围;具体步骤如下:构建无线传感器节点信号检测模型;所述无线传感器节点信号检测模型用于实时确定每个所述无线传感器节点感测到被测物体的能量;确定每个所述无线传感器节点的检测能量阈值;将所述无线传感器节点感测到被测物体的能量与所述无线传感器节点对应的检测能量阈值进行比较,当所述无线传感器节点感测到被测物体的能量大于所述无线传感器节点对应的检测能量阈值时,确定所述无线传感器节点感测到的被测物体在所述无线传感器节点的感应范围;根据所述被测物体的位置坐标确定所述无线传感器节点的感应范围;步骤三:根据农业无线传感器网络内无线传感器节点的交叉感应范围和进化算法,对所述无线传感器节点进行聚类,得到多个初始集群;步骤四:根据簇头筛选约束条件,对每个所述初始集群内的无线传感器节点进行筛选,得到多个簇头集群;步骤五:获取每个所述簇头集群中每个无线传感器节点的剩余能量;步骤六:根据所述簇头集群中每个无线传感器节点的剩余能量,计算每个所述簇头集群内每个无线传感器节点的唤醒次数;具体步骤如下:采用以下公式计算同一个所述簇头集群内每个无线传感器节点的唤醒次数;所述公式为其中,Sj表示所述簇头集群内第j个无线传感器节点的唤醒次数;Ej-current表示所述簇头集群中第j个无线传感器节点的剩余能量;n表示所述簇头集群中无线传感器节点的个数。2.根据权利要求1所述的寿命延长方法,其特征在于,所述无线传感器节点信号检测模型为:其中,Ei(t)表示在t时刻第i个无线传感器节点感测到被测物体的能量;Es(t)表示在t时刻从被测物体收集的原始信号能量;Lo(t)表示被测物体的位置坐标;Li表示第i个无线传感器节点的位置坐标;εi(t)表示零均值高斯白噪声。3.根据权利要求2所述的寿命延长方法,其特征在于,所述无线传感器节点的检测能量阈值为:其中,Eth,i表示第i个无线传感器节点的检测能量阈值;PFA表示最大误报概率;表示零均值高斯白噪声的方差;N表示第i个无线传感器节点的样本的个数。4.根据权利要求1所述的寿命延长方法,其特征在于,所述根据农业无线传感器网络内的无线传感器节点的交叉感应范围和进化算法,对所述无线传感器节点进行聚类,得到多个初始集群,具体包括:根据所述农业无线传感器网络内的无线传感器节点的感应范围,确定相邻所述无线传感器节点之间的交叉感应范围;采用进化算法和低能量自适应聚类层次结构,以所述交叉感应范围为聚类条件,对所述农业无线传感器网络内的无线传感器节点进行聚类,得到多...
【专利技术属性】
技术研发人员:庄家煜,许世卫,张永恩,周涵,
申请(专利权)人:中国农业科学院农业信息研究所,
类型:发明
国别省市:北京,11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。