一种基于蓝牙MESH网络的果园环境对产量的预测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于蓝牙MESH网络的果园环境对产量的预测方法。低功耗节点均匀部署在果园内部，获取果园脐橙生长条件包括温度、湿度、土壤肥力数据；借助中继节点和好友节点进行中继转发；采用代理节点接收数据并赋予每棵脐橙树电子标签；获取历年脐橙产量与环境数据，基于预设的数据处理机制划分出预测标准；将预处理得到的数据输入到预设的对抗式混合预测模型GAN

【技术实现步骤摘要】
一种基于蓝牙MESH网络的果园环境对产量的预测方法


[0001]本专利技术属于脐橙产量预测
，特别涉及一种基于蓝牙MESH网络的果园环境对产量的预测方法。

技术介绍

[0002]脐橙作为一种营养丰富、口味鲜甜的水果，广受欢迎，需求量大。然而，脐橙产量通常受气候因素、地理环境、果园条件多方面因素的影响，难以满足市场需求。为了解决这些问题，人们通过科学方法来预测脐橙最大产量，改善脐橙果园环境，更有效提高果园的管理效能，实现脐橙果园的科学增产。
[0003]在物联网应用领域，蓝牙MESH技术允许创建基于多个设备的大型网络。随着蓝牙5和蓝牙MESH技术的逐步成熟，现代物联网具备了多设备长距离通讯的能力。
[0004]专利ZL201910854872.7公开了“一种基于物联网的果园产量智能预测系统”。这种系统主要由苹果园环境参数采集平台和苹果园环境产量预测子系统组成,系统实现对苹果园环境小气候参数进行检测和对产量进行预测，虽然预测效果好，但是系统整体功耗高，不适用于处理超大数据。
[0005]专利ZL202010887051本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于蓝牙MESH网络的果园环境对产量的预测方法，其步骤为：S01、布置代理节点以及与代理节点连接的中继节点，布置与中继节点连接的好友节点，以好友节点为中心布置低功耗节点，布置与低功耗节点连接的环境数据采集单元，中继节点之间相互连接，布置与代理节点连接的云端服务器，布置与云端服务器连接的终端设备；代理节点具备独立式蓝牙MESH、树莓派、4G网络通信模块，中继节点、好友节点、低功耗节点具备集成式蓝牙MESH；S02、低功耗节点将采集的果园生长环境特征数据预存在本地存储器中，并在间隔一段时间后进行数据预处理，提取出最大值、最小值、平均值和方差；S03、低功耗节点将预处理后的数据通过好友节点、中继节点发送至树莓派中，树莓派将预处理后的数据存储后通过4G网络通信模块发送至云端服务器供终端设备查看，并通过4G网络通信模块接收云端服务器下发预设的SSA
‑
PR算法，以本地存储的数据作为依据，采用本地存储数据中的脐橙历史数据，基于预设的SSA
‑
PR算法，并以GAN
‑
HP网络模型作为辅助对果园脐橙产量进行预测，并将结果返回至云端服务器。2.根据权利要求1所述的一种基于蓝牙MESH网络的果园环境对产量的预测方法，其特征在于：环境数据采集单元包括土壤全要素传感单元、光照&温湿度采集单元，其中土壤全要素传感单元采集土壤温湿度、土壤Ph值、土壤氮磷钾、土壤电导率，光照和温湿度采集单元采集光照强度、空气温湿度。3.根据权利要求1所述的一种基于蓝牙MESH网络的果园环境对产量的预测方法，其特征在于：步骤S02中数据预处理的过程为：根据精确测量几颗脐橙的生长环境特征，进行加权、取平均值得出一个误差阈值θ，通过设置一个多项式误差函数值，表示脐橙的第j个生长环境特征下的第i条数据(j=1,2,3
……
)，由计算不同脐橙的误差函数值；基于预设的筛选机制通过比较误差阈值θ和不同脐橙的误差函数值的值进行数据过滤处理,其中预设的筛选机制可表示为：
ꢀꢀꢀꢀ
（1）；其中Q表示选出的脐橙生长环境特征集合，当误差结果小于误差阈值时，将会被收集到集合Q中；由于多个生长环境特征的数据处于不同的数量范围，因此对过滤处理后的生长环境特征的数据进行归一化处理，数据归一化可表示为：
ꢀꢀꢀꢀ
（2）；其中max()表示脐橙的第j个生长环境特征下的第i条数据的最大值，min()表示脐橙第j个生长环境特征下的第i条数据的最小值，表示脐橙第j个生长环境特征下的第i条数据的平均值；表示进行归一化处理后的生长环境特征数据。4.根据权利要求3所述的一种基于蓝牙MESH网络的果园环境对产量的预测方法，其特征在于：步骤S03中，GAN
‑
HP网络模型包括时间序列预测网络、GAN网络，其中时间序列预测网络包括遗忘门、输入门、输出门，GAN网络包括生成器和鉴别器；时间序列预测网络通过遗忘门、输入门、输出门得到脐橙未来周期生长状态特征数据；生成器用于输入脐橙未来周期
生长状态特征数据并随机产生若干组生长环境特征数据，鉴别器负责识别生成器产生的正常与异常的生长环境特征数据；云端服务器中包含专家库数据，专家库数据为若干组已测量的、具有代表性的真实数据，鉴别器通过识别专家库数据，将这些真实数据与生成器产生的生长环境特征数据进行对比，从而判断生成器产生数据的有效性与真实性。5.根据权利要求4所述的一种基于蓝牙MESH网络的果园环境对产量的预测方法，其特征在于：步骤S03中，将预处理后的数据嵌入到GAN
‑
HP模型中，通过生成器与鉴别器推断预处理后的数据是否处于脐橙生长环境特征数据的正常范围；如果预处理后的数据存在异常，其数值偏离脐橙生长环境特征数据的正常范围...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌士柱，刘海瑞，刘晖，熊耀伟，廖燕玲，帅亚俊，易钰程，朱路，
申请(专利权)人：信通院江西科技创新研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：