物联网数据采集方法和无人机技术

本发明专利技术公开了一种物联网数据采集方法和无人机，物联网数据采集方法包括确定兴趣区域，确定簇首节点，为簇首节点分配驻留时间，确定数据汇集节点，对无人机进行路径规划，使用无人机按照飞行路径飞经簇首节点，簇首节点从数据汇集节点汇集数据，在驻留时间内向无人机上传数据等步骤。本发明专利技术使用无人机的物联网数据采集方法通过先将普通节点的数据汇集至簇首节点，再使用无人机对簇首节点进行数据采集的方式，可以简化无人机的飞行路径，实现对物联网节点进行自动、快速、高效的数据采集。本发明专利技术广泛应用于物联网技术领域。

【技术实现步骤摘要】
物联网数据采集方法和无人机
本专利技术涉及物联网
，尤其是一种物联网数据采集方法和无人机。
技术介绍
物联网是将数量众多、功能异构的节点无线或有线连接在一起形成的无人看护综合性系统。因此，物联网被广泛的应用于环境监控，智能城市等方面；在不友好的环境物联网更加凸显其优势。然而，如何将物联网的相关数据快速、高效的汇聚起来，成为当前户外与环境非友好性物联网面临的重要挑战。
技术实现思路
针对上述至少一个技术问题，本专利技术的目的在于提供一种物联网数据采集方法和无人机。一方面，本专利技术实施例包括一种用于数据采集的无人机的控制方法，包括：确定需要进行物联网数据采集的兴趣区域；所述兴趣区域中包括多个物联网节点；从所述多个物联网节点中确定至少一个物联网节点为簇首节点；所述多个物联网节点中除所述簇首节点以外的其他物联网节点为普通节点，每个所述簇首节点分别连接至少一个所述普通节点；为各所述簇首节点分配驻留时间；确定各所述簇首节点对应的数据汇集节点；所述数据汇集节点是从相应所述簇首节点所连接的所述普通节点中选定出来的；对无人机进行路径规划；所述路径规划所得的飞行路径经过各所述簇首节点；使用所述无人机按照所述路径规划所得的飞行路径飞经各所述簇首节点，所述无人机按照各所述簇首节点分配到的所述驻留时间驻留在所述簇首节点；所述无人机飞经的所述簇首节点从相应的所述数据汇集节点汇集数据，在相应的所述驻留时间内向所述无人机上传数据。进一步地，所述从所述多个物联网节点中确定至少一个物联网节点为簇首节点，包括：在所述多个物联网节点中确定多个候选簇首节点；所述候选簇首节点连接至少一个物联网节点；当所述候选簇首节点满足第一判断条件和第二判断条件，将所述候选簇首节点确定为所述簇首节点；所述第一判断条件包括所述候选簇首节点所连接的物联网节点的数量超过数量阈值，所述第二判断条件包括所述候选簇首节点所连接的物联网节点与所述候选簇首节点之间的平均距离大于距离阈值。进一步地，所述为各所述簇首节点分配驻留时间，包括：确定总限制时间；以所述簇首节点所连接的所述普通节点的数量为权重，将所述总限制时间按照相应的权重分配至各所述簇首节点；各所述簇首节点被分配到的所述总限制时间的部分为所述驻留时间。进一步地，所述确定各所述簇首节点对应的数据汇集节点，包括：根据所述簇首节点对应的所述驻留时间、所述簇首节点与所述无人机之间的数据传输速率以及所述簇首节点从相应的所述普通节点汇集数据的数据量，确定所述数据汇集节点的预定数量；获取节点集合；所述节点集合内包括一个从所述簇首节点相应的所有所述普通节点中随机选择出来的普通节点；当所述节点集合的大小未达到所述预定数量，确定所述簇首节点相应的每一个所述普通节点与所述节点集合内的各元素之间的平均距离，将所述平均距离为最大值的一个所述普通节点加入至所述节点集合，直至所述节点集合的大小达到所述预定数量；将所述节点集合内的各元素确定为所述簇首节点对应的数据汇集节点。进一步地，根据所述簇首节点对应的所述驻留时间、所述簇首节点与所述无人机之间的数据传输速率以及所述簇首节点从相应的所述普通节点汇集数据的数据量，确定所述数据汇集节点的预定数量，所使用的公式包括：其中，m为所述预定数量，ti为所述驻留时间，vd为所述簇首节点与所述无人机之间的数据传输速率，d为所述簇首节点从相应的一个所述普通节点汇集数据的数据量，为向下取整运算。进一步地，所述对无人机进行路径规划，是通过模拟退火算法或者蚁群算法执行的。进一步地，所述物联网数据采集方法还包括：当所述无人机飞经所述簇首节点，所述无人机根据所述簇首节点分配到的所述驻留时间调整飞行速度。进一步地，所述根据所述簇首节点分配到的所述驻留时间调整飞行速度，包括：确定所述无人机与所述簇首节点之间的通信距离；根据所述通信距离和所述无人机的飞行高度，确定所述无人机在所述驻留时间内的飞行距离；根据所述飞行距离和所述驻留时间，确定目标飞行速度；将所述无人机的飞行速度调整至所述目标飞行速度。进一步地，所述根据所述簇首节点分配到的所述驻留时间调整飞行速度，所使用的公式包括：其中，ti为所述驻留时间，l为所述飞行距离，R为所述通信距离，h为所述飞行高度，vf为所述目标飞行速度。另一方面，本专利技术实施例还包括一种用于数据采集的无人机，所述无人机用于进行路径规划，根据所述路径规划所得的飞行路径经过至少一个簇首节点，按照各所述簇首节点分配到的所述驻留时间驻留在所述簇首节点，接收所述簇首节点上传的从相应的数据汇集节点汇集得到的数据；所述数据汇集节点是从相应所述簇首节点所连接的普通节点中选定出来的；所述簇首节点是需要进行物联网数据采集的兴趣区域中的多个物联网节点中所确定的物联网节点，所述普通节点为所述多个物联网节点中除所述簇首节点以外的其他物联网节点，每个所述簇首节点分别连接至少一个所述普通节点。本专利技术的有益效果是：实施例中的使用无人机的物联网数据采集方法通过先将普通节点的数据汇集至簇首节点，再使用无人机对簇首节点进行数据采集的方式，可以简化无人机的飞行路径，实现对物联网节点进行自动、快速、高效的数据采集。附图说明图1为实施例中物联网数据采集方法的流程图；图2为实施例中兴趣区域以及其中的多个物联网节点的示意图。具体实施方式本实施例中，参照图1，使用无人机的物联网数据采集方法，包括以下步骤：S1.确定需要进行物联网数据采集的兴趣区域；兴趣区域中包括多个物联网节点；S2.从多个物联网节点中确定至少一个物联网节点为簇首节点；多个物联网节点中除簇首节点以外的其他物联网节点为普通节点，每个簇首节点分别连接至少一个普通节点；S3.为各簇首节点分配驻留时间；S4.确定各簇首节点对应的数据汇集节点；数据汇集节点是从相应簇首节点所连接的普通节点中选定出来的；S5.对无人机进行路径规划；路径规划所得的飞行路径经过各簇首节点；S6.使用无人机按照路径规划所得的飞行路径飞经各簇首节点，无人机按照各簇首节点分配到的驻留时间驻留在簇首节点；S7.无人机飞经的簇首节点从相应的数据汇集节点汇集数据，在相应的驻留时间内向无人机上传数据。步骤S1中，确定一个需要进行物联网数据采集的特定区域为兴趣区域，其中，可以根据地理区划来确定兴趣区域，也可以根据互联网区划来确定兴趣区域。参照图2，在兴趣区域内存在多个物联网节点，通过执行步骤S2，在这些物联网节点中选择出至少一个物联网节点作为簇首节点，不是簇首节点的物联网节点作为普通节点。本实施例中，步骤S2，也就是从多个物联网节点中确定至少一个物联网节点为簇首节点这一步骤，具体包括以下步骤：S201.在多个物联网节点中确定多个候选簇首节点，其中，候选簇首节点连接至少本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使用无人机的物联网数据采集方法，其特征在于，包括：/n确定需要进行物联网数据采集的兴趣区域；所述兴趣区域中包括多个物联网节点；/n从所述多个物联网节点中确定至少一个物联网节点为簇首节点；所述多个物联网节点中除所述簇首节点以外的其他物联网节点为普通节点，每个所述簇首节点分别连接至少一个所述普通节点；/n为各所述簇首节点分配驻留时间；/n确定各所述簇首节点对应的数据汇集节点；所述数据汇集节点是从相应所述簇首节点所连接的所述普通节点中选定出来的；/n对无人机进行路径规划；所述路径规划所得的飞行路径经过各所述簇首节点；/n使用所述无人机按照所述路径规划所得的飞行路径飞经各所述簇首节点，所述无人机按照各所述簇首节点分配到的所述驻留时间驻留在所述簇首节点；/n所述无人机飞经的所述簇首节点从相应的所述数据汇集节点汇集数据，在相应的所述驻留时间内向所述无人机上传数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种使用无人机的物联网数据采集方法，其特征在于，包括：
确定需要进行物联网数据采集的兴趣区域；所述兴趣区域中包括多个物联网节点；
从所述多个物联网节点中确定至少一个物联网节点为簇首节点；所述多个物联网节点中除所述簇首节点以外的其他物联网节点为普通节点，每个所述簇首节点分别连接至少一个所述普通节点；
为各所述簇首节点分配驻留时间；
确定各所述簇首节点对应的数据汇集节点；所述数据汇集节点是从相应所述簇首节点所连接的所述普通节点中选定出来的；
对无人机进行路径规划；所述路径规划所得的飞行路径经过各所述簇首节点；
使用所述无人机按照所述路径规划所得的飞行路径飞经各所述簇首节点，所述无人机按照各所述簇首节点分配到的所述驻留时间驻留在所述簇首节点；
所述无人机飞经的所述簇首节点从相应的所述数据汇集节点汇集数据，在相应的所述驻留时间内向所述无人机上传数据。


2.根据权利要求1所述的物联网数据采集方法，其特征在于，所述从所述多个物联网节点中确定至少一个物联网节点为簇首节点，包括：
在所述多个物联网节点中确定多个候选簇首节点；所述候选簇首节点连接至少一个物联网节点；
当所述候选簇首节点满足第一判断条件和第二判断条件，将所述候选簇首节点确定为所述簇首节点；所述第一判断条件包括所述候选簇首节点所连接的物联网节点的数量超过数量阈值，所述第二判断条件包括所述候选簇首节点所连接的物联网节点与所述候选簇首节点之间的平均距离大于距离阈值。


3.根据权利要求1所述的物联网数据采集方法，其特征在于，所述为各所述簇首节点分配驻留时间，包括：
确定总限制时间；
以所述簇首节点所连接的所述普通节点的数量为权重，将所述总限制时间按照相应的权重分配至各所述簇首节点；各所述簇首节点被分配到的所述总限制时间的部分为所述驻留时间。


4.根据权利要求1所述的物联网数据采集方法，其特征在于，所述确定各所述簇首节点对应的数据汇集节点，包括：
根据所述簇首节点对应的所述驻留时间、所述簇首节点与所述无人机之间的数据传输速率以及所述簇首节点从相应的所述普通节点汇集数据的数据量，确定所述数据汇集节点的预定数量；
获取节点集合；所述节点集合内包括一个从所述簇首节点相应的所有所述普通节点中随机选择出来的普通节点；
当所述节点集合的大小未达到所述预定数量，确定所述簇首节点相应的每一个所述普通节点与所述节点集合内的各元素之间的平均距离，将所述平均距离为最大值的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹惠茹，王毅，王世安，陈伟森，何勰绯，
申请(专利权)人：广州工程技术职业学院，
类型：发明
国别省市：广东;44