果园WSN非对称网络多元因子耦合性能测控方法及系统技术方案

本发明专利技术实施例提供一种果园WSN非对称网络多元因子耦合性能测控方法及系统。其中，方法包括：对于果园WSN非对称网络的多个性能指标中的每一性能指标，采集性能指标的多个样本值，作为性能指标的样本序列；将所有性能指标的样本序列，作为该网络的样本序列集，根据样本序列集，确定该网络的运行状态。本发明专利技术实施例提供的方法及系统，通过确定果园WSN非对称网络的多个性能指标，并采集每一性能指标的多个样本值，得到样本序列集，进而确定该网络的运行状态，能够从不同维度分别挖掘网络的性能特征，有效利用不同性能指标间的互补性，避免单一性能指标评估网络性能的片面性和局限性，能够提高网络性能评估的容错能力。

Measuring and Controlling Method and System for Multi-factor Coupling Performance of WSN Asymmetric Network in Orchard

【技术实现步骤摘要】
果园WSN非对称网络多元因子耦合性能测控方法及系统
本专利技术实施例涉及无线传感器网络
，尤其涉及一种果园WSN非对称网络多元因子耦合性能测控方法及系统。
技术介绍
在种植产业中，果品产业是继粮食产业和蔬菜产业之后的第三大农业种植产业。随着人们生活水平的提高，对高品质水果的需求急剧增长。为了提高水果品质，及时有效地采集果园的环境参数非常必要。随着无线传感器网络(WirelessSensorNetworks，WSN)技术的迅猛发展，以及人们对果品产业提出的更高要求，越来越多的研究致力于将WSN技术应用于果园环境监测。其中，将WSN技术应用于果园环境监测，也即，为果园布置WSN，WSN在运行过程中可采集果园的环境参数，进而为种植高品质水果提供科学的种植依据。但WSN在运行过程中对单个节点工作的依赖性强，一旦某一或某些节点出现问题，WSN的运行就会出现异常甚至不能使用，因此，对WSN的运行状态进行监测从而评估WSN的性能至关重要。由于果园环境通常为具有多径信道的多尺度衰落环境，WSN中任一节点采集的环境参数以无线传输方式在该网络中的传播具有时变性、非对称性和有损性，因此，传统的性能测控方法在此不再适用，提出一种新的性能测控方法是目前业界亟待解决的课题。
技术实现思路
针对现有技术中存在的技术问题，本专利技术实施例提供一种果园WSN非对称网络多元因子耦合性能测控方法及系统。第一方面，本专利技术实施例提供一种果园WSN非对称网络多元因子耦合性能测控方法，包括：对于果园WSN非对称网络的多个性能指标中的每一性能指标，采集所述性能指标的多个样本值，作为所述性能指标的样本序列；将所有性能指标的样本序列，作为所述果园WSN非对称网络的样本序列集，根据所述样本序列集，确定所述果园WSN非对称网络的运行状态。第二方面，本专利技术实施例提供一种果园WSN非对称网络多元因子耦合性能测控系统，包括：采集模块，用于对于果园WSN非对称网络的多个性能指标中的每一性能指标，采集所述性能指标的多个样本值，作为所述性能指标的样本序列；状态确定模块，用于将所有性能指标的样本序列，作为所述果园WSN非对称网络的样本序列集，根据所述样本序列集，确定所述果园WSN非对称网络的运行状态。第三方面，本专利技术实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面所提供的方法的步骤。第四方面，本专利技术实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所提供的方法的步骤。本专利技术实施例提供的一种果园WSN非对称网络多元因子耦合性能测控方法及系统，通过确定果园WSN非对称网络的多个性能指标，例如路由可靠性、网络寿命和端到端时延，并采集每一性能指标的多个样本值作为该性能指标的样本序列，并将所有性能指标的样本序列作为样本序列集，进而根据样本序列集确定果园WSN非对称网络的运行状态，由于样本序列集中包含了多个性能指标，因此，该方法能够从不同维度分别挖掘网络的性能特征，有效利用不同性能指标间的互补性，避免单一性能指标评估网络性能的片面性和局限性，能够提高网络性能评估的容错能力。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种果园WSN非对称网络多元因子耦合性能测控方法流程图；图2为本专利技术实施例提供的一种果园WSN非对称网络多元因子耦合性能测控系统的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种电子设备的实体结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。为了更好地说明本专利技术实施例，将本专利技术实施例提供的方法应用于果园环境中。需要说明的是，果园环境中已布置有无线传感器网络，将果园中布置的无线传感器网络称为果园WSN非对称网络，通过该网络可以及时有效地采集果园环境中的各种环境参数，进而为种植高品质水果提供科学的种植依据。可以理解的是，为了种植高品质水果，需要保障果园WSN非对称网络正常稳定运行，而为了保障该网络正常稳定运行，有效监测该网络的运行状态至关重要。由于果园环境通常为具有多径信道的多尺度衰落环境，果园WSN非对称网络中任一节点采集的环境参数以无线传输方式在该网络中的传播具有时变性、非对称性和有损性，因此，传统的性能测控方法在此不再适用。本专利技术实施例为了解决该问题，提出了一种新的性能测控方法，以下将进行具体说明。图1为本专利技术实施例提供的一种果园WSN非对称网络多元因子耦合性能测控方法流程图，如图1所示，该方法包括：步骤101，对于果园WSN非对称网络的多个性能指标中的每一性能指标，采集所述性能指标的多个样本值，作为所述性能指标的样本序列。具体地，果园WSN非对称网络的多个性能指标至少包括：路由可靠性、网络寿命和端到端时延。需要说明的是，多个性能指标也可称为多元因子。其中，路由可靠性指的是在规定的时间内和规定的条件下，网络完成路由功能的能力；网络寿命指的是从第一次网络构建开始，直到网络分离或所有节点耗尽能量所经历的时间；端到端时延指的是数据包从离开源节点时算起，一直到抵达目的节点时一共经历了多长时间的时延。为了便于描述，本专利技术实施例及以下实施例中均将果园WSN非对称网络的多个性能指标优选为路由可靠性、网络寿命和端到端时延这三个性能指标。对于路由可靠性，采集其多个样本值，需要说明的是，样本数量根据采样时间和采样频率而定。在此，将采样时间优选为时刻t这1s，采样频率优选为nHz，即，在时刻t这1s内，采集了n个样本值。将这n个样本值，作为路由可靠性的样本序列。同理，对于网络寿命和端到端时延，按照同样的采样时间和采样频率，可得到网络寿命的样本序列和端到端时延的样本序列。步骤102，将所有性能指标的样本序列，作为所述果园WSN非对称网络的样本序列集，根据所述样本序列集，确定所述果园WSN非对称网络的运行状态。具体地，将路由可靠性的样本序列、网络寿命的样本序列和端到端时延的样本序列作为果园WSN非对称网络的样本序列集。举个例子，将路由可靠性的样本序列表示为其中，表示路由可靠性的第i个样本值，1≤i≤n；将网络寿命的样本序列表示为其中，表示网络寿命的第i个样本值，1≤i≤n；将端到端时延的样本序列表示为其中，表示端到端时延的第i个样本值，1≤i≤n。则，样本序列集可以表示为X＝{X1,X2,X3}T。进而，根据样本序列集，确定果园WSN非对称网络的运行状态。需要说明的是，果园WSN非对称网络的运行状态指的是果园WSN非对称网络的性能优劣程度，例如，运行状态可以分为优、良、中、差等四个等级。可以理解的是，当运行状态为优、良时，可以认为该网络的性能较好，其采集本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种果园WSN非对称网络多元因子耦合性能测控方法，其特征在于，包括：对于果园WSN非对称网络的多个性能指标中的每一性能指标，采集所述性能指标的多个样本值，作为所述性能指标的样本序列；将所有性能指标的样本序列，作为所述果园WSN非对称网络的样本序列集，根据所述样本序列集，确定所述果园WSN非对称网络的运行状态。

【技术特征摘要】
1.一种果园WSN非对称网络多元因子耦合性能测控方法，其特征在于，包括：对于果园WSN非对称网络的多个性能指标中的每一性能指标，采集所述性能指标的多个样本值，作为所述性能指标的样本序列；将所有性能指标的样本序列，作为所述果园WSN非对称网络的样本序列集，根据所述样本序列集，确定所述果园WSN非对称网络的运行状态。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：获取所述果园WSN非对称网络的多个物理层参数；根据所述多个物理层参数，确定所述果园WSN非对称网络的干扰程度。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述样本序列集，确定所述果园WSN非对称网络的运行状态，包括：对于所述样本序列集中的每一样本序列，依次对所述样本序列进行时空配准和量纲消除，得到所述样本序列对应的无量纲化样本序列；将所有样本序列对应的无量纲化样本序列，组成无量纲化决策矩阵，根据所述无量纲化决策矩阵，确定所述果园WSN非对称网络的运行状态。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，依次对所述样本序列进行时空配准和量纲消除，得到所述样本序列对应的无量纲化样本序列，包括：基于加权校正算法，计算得到所述样本序列的归一化值；基于所述归一化值，对所述样本序列进行时空配准，得到所述样本序列对应的时滞同步耦合值序列；对所述时滞同步耦合值序列进行量纲消除，得到所述样本序列对应的无量纲化样本序列。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述无量纲化决策矩阵，确定所述果园WSN非对称网络的运行状态，包括：对于所述无量纲化决策矩阵中的每一无量纲化样本序列，对所述无量纲化样本序列进行相关性计算，得到所述无量纲化样本序列的相关系数序列；将所有无量纲化样本序列的相关系数序列，组成相关矩阵；依次对所述相关矩阵进行分块、相关性计算和去模糊化处理，得到模糊矩阵；基于所述模糊矩阵，确定所述果园WSN非对称网络的运行...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴华瑞，张丽红，朱华吉，缪祎晟，顾静秋，
申请(专利权)人：北京农业信息技术研究中心，
类型：发明
国别省市：北京,11