【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及农业作业信息传输，具体为一种基于lora的农机作业信息远距离传输方法。
技术介绍
1、现有的农机作业信息远距离传输技术主要有卫星通信技术、lpwan技术、蜂窝网络技术。
2、卫星通信技术：农机终端设备使用卫星通信模块将编码后的数据发送到卫星，卫星接收到数据后将其中继到地面控制站。
3、lpwan技术：农机终端设备使用lpwan通信模块将编码后的数据传输到lpwan网络。在lpwan网络中存在多个基站和网关，它们用于接收从终端设备传输的数据。这些基站和网关通常分布在农场内或附近，以确保覆盖范围。
4、蜂窝网络技术：通过农机终端设备上的蜂窝通信模块建立与蜂窝网络的连接，在蜂窝网络建立通信通道后，数据被传输到蜂窝网络，最终通过网络中的各种中继设备和服务器到达地面控制站。
5、上述技术均实现了农机作业信息的远距离传输，但仍存在一些问题：
6、1、卫星通信系统的建设、维护和运营成本通常很高。这使得卫星通信不适用于小型农场。此外由于需要将信号从地球发送到卫星，然后再返回地球，使得卫星通信的信号传输存在一定的延迟，无法实时的更新农机信息。
7、2、lpwan技术通常提供较低的带宽，适用于传输小量数据，如传感器数据。无法传递大型数据如高清视频。此外，由于低功耗的特性，lpwan设备通常以较低的传输速率工作。
8、3、蜂窝网络通信同卫星通信技术一样存在成本较高的问题，数据使用量较大的用户可能会面临高额费用。此外随着蜂巢网络用户的增加，某些地区的频谱会
技术实现思路
1、本部分的目的在于概述本专利技术的实施方式的一些方面以及简要介绍一些较佳实施方式。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
2、因此，本专利技术的目的是提供一种基于lora的农机作业信息远距离传输方法，提高可接收信号的抗干扰性且提高了信号的强度。
3、为解决上述技术问题，根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了如下技术方案：
4、一种基于lora的农机作业信息远距离传输方法，其包括：
5、s1、利用安装在农机上的采集模块采集土壤湿度、土壤温度、土壤ph值、农机振动值、土壤深度值和土壤行间距值的数据信息；
6、s2、设置lora模块无线参数，然后从采集模块中读取采集的数据信息，并使用css技术将其调制为chirp信号，最后将信号传输到数据接收模块；
7、s3、数据接收模块在测试阶段后对相位进行优化，通过解码lora模块发送的数据信号，得到数据信息。
8、作为本专利技术所述的一种基于lora的农机作业信息远距离传输方法的一种优选方案，其中，所述采集模块包括安装在农机上的土壤湿度传感器、土壤温度传感器、ph传感器、振动传感器、深度传感器以及行间传感器。
9、作为本专利技术所述的一种基于lora的农机作业信息远距离传输方法的一种优选方案，其中，所述数据接收模块为线性天线阵列，且该线性天线阵列包括多个排列在一条直线上且均匀分布的天线元件；
10、其中，线性天线阵列在接收lora模块发送的信号时，优化每个天线元素的相位来实现波束成形，将天线的主要接收方向调整到lora模块信号源。
11、作为本专利技术所述的一种基于lora的农机作业信息远距离传输方法的一种优选方案，其中，所述线性天线阵列在接收lora模块发送的信号时，优化每个天线元素的相位的具体步骤如下：
12、a、构建适应度函数，按照需求对粒子进行初始化，包括粒子速度和粒子位置，对每个已生成的粒子按照适应度函数计算相应的适应度；
13、b、根据已经计算出的适应度评价出个体最佳粒子以及全局最佳粒子；
14、c、根据权重更新的公式更新动态权重，权重更新的公式如下：
15、；
16、其中w是当前迭代中使用的动态惯性权重，是初始的最大权重，是最小权重，是当前迭代的次数，是bpso算法的最大迭代次数；
17、d、根据动态惯性权重以及基本求解算法、sigmoid函数以及位置算法更新粒子速度和位置；
18、e、计算更新后的粒子适应度，重新的选出个体最佳粒子和全局最佳粒子；
19、f、按照需求选择出一定数量的个体作为父代，并进行交叉的相关操作，按照需求选择出一定数量的个体作为父代，并进行变异的相关操作；
20、g、新生成粒子进行适应度计算，根据结果更新粒子并重新选出个体最佳粒子和全局最佳粒子；
21、h、依照结束条件进行判断，满足结束条件结束算法；若不满足重复执行步骤d-g直到满足条件。
22、作为本专利技术所述的一种基于lora的农机作业信息远距离传输方法的一种优选方案，其中，所述基本求解算法的计算公式如下：
23、；
24、；
25、式中：表示第i个粒子在第t次的移动速度；表示第i个粒子在第t次粒子所在的位置；表示第i个粒子在第t+1次所在的位置；、为粒子的学习因子；、为分布在[0,1]的随机数；为第i个粒子历史最优解；为当前历史最优解。
26、作为本专利技术所述的一种基于lora的农机作业信息远距离传输方法的一种优选方案，其中，所述sigmoid函数的计算公式如下：
27、。
28、作为本专利技术所述的一种基于lora的农机作业信息远距离传输方法的一种优选方案，其中，所述位置算法计算公式如下：
29、。
30、与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果是：该种均匀线性阵列与lora技术相结合的农机作业信息传输方法，克服了lora技术易受干扰、信号强度低、没有明确方向性的缺陷。通过lora技术调制后以css信号的形式发送到地面控制站，再由接收端部署的线性阵列天线以波束成形的方式接收，这会使接收信号抗干扰性更强，提高了信号的强度和且本专利技术所采用的ibpso-ga优化算法，可以找出在约束条件下接收信号强度最大时的模型参数值。
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1.一种基于LoRa的农机作业信息远距离传输方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于LoRa的农机作业信息远距离传输方法，其特征在于，所述采集模块包括安装在农机上的土壤湿度传感器、土壤温度传感器、PH传感器、振动传感器、深度传感器以及行间传感器。
3.根据权利要求1所述的一种基于LoRa的农机作业信息远距离传输方法，其特征在于，所述线性天线阵列在接收LoRa模块发送的信号时，优化每个天线元素的相位的具体步骤如下：
4.根据权利要求3所述的一种基于LoRa的农机作业信息远距离传输方法，其特征在于，所述基本求解算法的计算公式如下：
5.根据权利要求4所述的一种基于LoRa的农机作业信息远距离传输方法，其特征在于，所述sigmoid函数的计算公式如下：
6.根据权利要求4所述的一种基于LoRa的农机作业信息远距离传输方法，其特征在于，所述位置算法计算公式如下：
【技术特征摘要】
1.一种基于lora的农机作业信息远距离传输方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于lora的农机作业信息远距离传输方法，其特征在于，所述采集模块包括安装在农机上的土壤湿度传感器、土壤温度传感器、ph传感器、振动传感器、深度传感器以及行间传感器。
3.根据权利要求1所述的一种基于lora的农机作业信息远距离传输方法，其特征在于，所述线性天线阵列在接收lora模块发送的信号时，优...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨宏伟，杨华民，张婧，冯欣，蒋振刚，张昕，张剑飞，周超然，白森，戴加海，蔡子恒，
申请(专利权)人：长春理工大学，
类型：发明
国别省市：
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