一种基于物联网的农业小环境监测平台的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种基于物联网的农业小环境监测平台。本发明以面向农业小环境的传感器监测站点的优化分布和组织为目标，基于传感器监测站点组建物联网，实现站点之间的信息共享、分析和自组织，从而达到传感器监测站点布局与农业小环境分布状态的匹配，提高对农业小环境监测的准确性和可靠性。通过对农业小环境的监测，获得反映农作物生长条件的光照、温度、湿度、水份、土壤以及农药、化肥施用等自然和人为因素状况，加强了农业生产的过程控制和干扰，有助于提升食品安全和品质。
【专利说明】—种基于物联网的农业小环境监测平台
【技术领域】
[0001]本发明涉及农业信息技术，更具体地，涉及一种基于物联网的农业小环境监测平台。
【背景技术】
[0002]农业生产是食品供应的源头。为了使农产品具有充足的营养，其生产过程中的温度、湿度、光照、土壤墒情等环境因素都具有决定性的影响。更何况，从目前的情况来看，农业生产中还存在着比较严重的隐患，包括过度使用农药、化肥或催产激素，农业用水受到污染，土壤存在重金属超标，作物受到酸雨或其它有害空气物质侵害等等。可见，为了保证食品安全和质量，非常有必要从农业生产环节中提取足量信息，对其加强过程监测和控制。
[0003]在现有技术中，使用各类传感器采集相关信息，监测农业环境状况，进而为科学高效的生产作业提供数据支持，已经成为提高农业信息化水平的重要手段。通过在农业生产环境中设立传感器监测站点，结合通信和远程控制技术，已经可以实现全自动无人化的信息采集。
[0004]从空间范围上看，上述现有技术的信息监测属于宏观尺度上的样本采集，通过数据整合分析，确实能够对判断整个农业生产环境的气象条件、水分供给等总体状况起到重要作用。
[0005]但是，作为以食品安全和品质保障为目标的监测来说，上述现有技术所采集信息的作用是很不充分的，而针对农业小环境的监测对于这一目标的实现则表现得尤其重要。从空间上看，农业小环境在水平面方向上的尺度范围一般在数米到数十米之间，在垂直方向上的尺度范围一般在数米以内。农业小环境是农作物生长的微观环境，对农作物产品具有直接影响。
[0006]例如，在某一规模化种植园内，少量果树所在区域出现过度施药或者用水污染的异常，并不会对整个种植园的宏观环境带来明显影响。相应地，现有的信息监测系统也不足以对这一局部区域上的有限异常状态产生响应，因为这一局部区域的异常并不会使整体的监测数据产生显著变化，甚至有可能由于远离采样点，这一异常根本没有被系统所检测到。但是，这一局部区域范围内农业小环境的变化对于该区域出产水果的安全和质量存在着决定性的影响。可见，只有普及和强化对微观空间尺度上农业小环境的监测，才能够避免存在漏洞，造成不合格的农产品流入市场。
[0007]为了实现对农业小环境的微观监测，当然需要增加传感器监测站点的数量，从而加大采样密度。但是，我们不可能为种植园的每一棵果树或是农田中的每一株作物都设立一个传感器监测站点，因为这样不但从成本上说是无法接受的，也会过度占用种植空间，影响正常的生产作业。可见，传感器监测站点的数量要保持在合理程度，具有上限值。
[0008]因此，在传感器监测站点的总数量有限的前提下，需要对其分布方案进行充分优化，才能够保证对生产区域内农业小环境的全面覆盖和有效监测。而现有技术中大多采用将传感器平均布设在生产区域内的分布方式，不能够实现这一目标。对现有技术进行改进，关键是使各个站点发挥相互协同作用，实现自组织，防止存在监测空白区域，也避免对同一农业小环境的重复覆盖。就传感器监测站点的协同整合来说，物联网技术实现了物与物之间的信息连通，为这一问题的解决提供了良好的技术基础平台。
【发明内容】
[0009]根据现有技术中的上述需求，本发明提供了一种基于物联网的农业小环境监测平台。本发明以面向农业小环境的传感器监测站点的优化分布和组织为目标，基于传感器监测站点组建物联网，实现站点之间的信息共享、分析和自组织，从而达到传感器监测站点布局与农业小环境分布状态的匹配，提高对农业小环境监测的准确性和可靠性。
[0010]本发明所述的基于物联网的农业小环境监测平台，其特征在于，包括农业小环境监测物联网以及中心服务器；所述农业小环境监测物联网包括分布于农业生产空间的监测传感器站点；所述监测传感器站点采集采样点处与农业小环境相关的环境信息，生成环境描述数据；并且处于有效通信距离内的所述监测传感器站点相互传输自身生成的所述环境描述数据；监测传感器站点根据自身及有效通信距离内其它监测传感器站点的所述环境描述数据，通过环境相似度计算确定自身与其它监测传感器站点之间的环境相似度；对于相互之间的环境相似度大于组网阈值的监测传感器站点，通过共享相同的子网ID码组成小环境监测子网；并且，所述监测传感器站点向所述中心服务器上传自身的站点标识以及子网ID码；所述中心服务器根据所接收的站点标识以及子网ID码，判断所述小环境监测子网是否符合预定的分布调整条件，在符合所述分布调整条件的情况下所述中心服务器确定进行分布调整的监测传感器站点。
[0011]优选的是，所述监测传感器站点包括环境信号传感器、数据分析单元、短距离通信单元以及远程通信单元；所述环境信号传感器用于采集采样点处与农业小环境相关的环境信息，生成采样点的环境描述数据；所述短距离通信单元用于与有效通信距离内的其它监测传感器站点进行无线数据收发，从而发送自身的环境描述数据并接收所述其它监测传感器站点的环境描述数据；所述数据分析单元基于根据自身及有效通信距离内其它监测传感器站点的所述环境描述数据，执行环境相似度计算确定自身与其它监测传感器站点之间的环境相似度；并且，所述数据分析单元通过所述短距离通信单元向环境相似度大于组网阈值的其它监测传感器发送自身的站点标识以及自身生成的子网ID码，以及通过所述短距离通信单元接收环境相似度大于组网阈值的其它监测传感器发来的站点标识以及子网ID码，所述数据分析单元根据预定规则决定自身采用的子网ID码；所述远程通信单元用于向所述中心服务器上传自身的站点标识以及自身采用的子网ID码。
[0012]优选的是，所述监测传感器站点通过多种类型的环境信号传感器采集多类型的环境信息，并且基于环境信息对环境描述数据对应类型的域赋值，从而生成该监测传感器站点的环境描述数据。
[0013]优选的是，所述数据分析单元执行环境相似度计算具体包括:计算自身的环境描述数据与其它监测传感器站点的环境描述数据相同类型的域的平方差值；计算各域的平方差值的加权总和，其中各域具有相应的权重系数，所述加权总和作为所述环境相似度。
[0014]优选的是，所述数据分析单元用于建立环境相似站点列表，保存与自身的环境相似度大于组网阈值的其它监测传感器站点的站点标识；判断自身的站点标识与所述环境相似站点列表中的站点标识的排序关系；当自身的站点标识的排序闻于所述环境相似站点列表中的全部站点标识，所述数据分析单元生成并发送自身生成的子网ID码；当自身的站点标识的排序低于所述环境相似站点列表中的任意站点标识，所述数据分析单元等待接收其它监测传感器站点发送的子网ID码，并且在接收到其它监测传感器站点发送的子网ID码后回复确认消息。
[0015]优选的是，所述传感器监测站点以工作期间为单位周期性地运行，所述工作期间包括信号采集期间、环境描述数据收发期间、相似度计算期间、子网ID码收发期间、上报期间以及休眠期间。
[0016]优选的是，所述中心服务器建立小环境监测子网状态记录表，记录所述小环境监测子网的子网ID码以及该小环境监测子网的监测传感器站点的站点标识；所述中心服务器基于所述小环境监测子网状态记录表，判断所述小环境监测子网的站点数量和稳定时长是否达到预定的分布调整条件。
[0017]优选的是，在所述小环境监测子网的站点数量和稳定时长均超过分布调整条件的上限值的情况下，所述中心服务器根据该小环境监测子网的监测传感器站点的站点位置信息，计算每个监测传感器站点的相邻站点计数值，并且将所述相邻站点计数值大于阈值的站点作为进行分布调整的监测传感器站点。
[0018]优选的是，在所述小环境监测子网的站点数量低于分布调整条件的下限值的情况下，所述中心服务器根据该小环境监测子网的监测传感器站点的站点位置信息，确定监测传感器站点之间的新增监测传感器站点插入位置。
[0019]本发明还提供了一种基于物联网的农业小环境监测方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0020]在农业生产空间内按照初始分布方案设置监测传感器站点；
[0021]通过所述监测传感器站点采集采样点处与农业小环境相关的环境信息，生成环境描述数据；
[0022]处于有效通信距离内的所述监测传感器站点相互传输自身生成的所述环境描述数据；
[0023]监测传感器站点根据自身及有效通信距离内其它监测传感器站点的所述环境描述数据，通过环境相似度计算确定自身与其它监测传感器站点之间的环境相似度；
[0024]使相互之间的环境相似度大于组网阈值的监测传感器站点通过共享相同的子网ID码组成小环境监测子网；
[0025]通过监测传感器站点向所述中心服务器上传自身的站点标识以及子网ID码；
[0026]通过所述中心服务器根据所接收的站点标识以及子网ID码，判断所述小环境监测子网是否符合预定的分布调整条件；在符合所述分布调整条件的情况下，通过所述中心服务器确定进行分布调整的监测传感器站点。
[0027]本发明基于物联网技术使农业小环境监测平台的分布式监测网络实现信息互通和区域自组织，通过环境相似度的判断，发掘处在同一性比较强的农业小环境下的监测站点并进行分布调整，避免站点设置冗余；而对于小环境结构比较复杂的区域，则可以及时新增监测节点。从而，在监测站点总数量保持在合理限额的情况下，通过组织和分布优化，达到监测站点布局与农业小环境分布状态的匹配，提高对农业小环境监测的准确性和可靠性。本发明通过对农业小环境的监测，获得反映农作物生长条件的光照、温度、湿度、水份、土壤以及农药、化肥施用等自然和人为因素状况，加强了农业生产的过程控制和干扰，有助于提升食品安全和品质。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明:
[0029]图1是本发明所述基于物联网的农业小环境监测平台的总体结构图；
[0030]图2是本发明所述的监测传感器站点的结构示意图；
[0031]图3是本发明所述的传感器监测站点的工作周期示意图；
[0032]图4是本发明所述的小环境监测子网分布调整状况示意图。
【具体实施方式】
[0033]为了使本【技术领域】的人员更好地理解本发明的技术方案，并使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合实施例及实施例附图对本发明作进一步详细的说明。
[0034]参见图1所示的基于物联网的农业小环境监测平台，该监测平台包括农业小环境监测物联网I以及中心服务器2。所述农业小环境监测物联网I包括分布于农业生产空间范围内的若干监测传感器站点11，用于监测采样点处的环境信息。监测传感器站点11最初可以按照初始分布方案设置在农业生产空间内，例如以图1所示的均匀分布方式安装在农业生产空间内。进而，本发明通过基于物联网技术实现的自组织和布局优化，使采样点的环境相似度大于预定阈值的各个监测传感器站点11共同组成小环境监测子网并且共享相同的子网ID码。中心服务器2通过与各监测传感器站点11通信而获得各小环境监测子网的站点构成、数量及稳定时间，进而判断小环境监测子网是否符合预定的分布调整条件。对于所包含的站点数量比较多而且结构和边界已经稳定的小环境监测子网，中心服务器2可以从中选择并撤销一部分监测传感器站点11，以消除站点冗余设置带来的不良影响。而如果在某个区域内各个监测传感器站点11之间的环境相似度比较低而无法形成具有足够站点数量的小环境监测子网，则说明这一区域农业小环境的分布比较复杂，中心服务器2将按照空间内插的方法决定在该区域的适当位置新增监测传感器站点11，避免出现监测上的空白区域。
[0035]图2是所述监测传感器站点的结构示意图。每个监测传感器站点包括环境信号传感器1101、数据分析单元1102、短距离通信单元1103以及远程通信单元1104。
[0036]环境信号传感器1101集成了多种类型的电信号传感器，可以针对采样点处的温度、湿度、光照、土壤墒情、酸碱度、化学元素含量等环境状况进行自动传感和信号转换，获得数据形式的环境信息。所述环境信号传感器1101还根据采样点处与农业小环境相关的上述环境信息，以预定的数据封装格式，生成一组环境描述数据。下面示例性地给出了环境描述数据的格式:
NODElD = ^mx
TEMP = 0020
WET = 0040
[0037]LIGHT = 0030 ■..MOIS = 0060
PH = 0007
Pi/OS = 0()()\
[0038]其中NODEID表示本监测传感器站点的站点标识，各个站点可以以数字形式的站点标识顺序编号；TEMP、WET、LIGHT、MOIS, PH、PHOS等域分别表示采样点的温度、湿度、光照度、墒情值、酸碱度值以及磷元素含量值(反映有机磷类农药施用量)；环境信号传感器1101根据其集成的多类型传感器的信号数值，对环境描述数据中的上述各域进行赋值，在赋值过程中将各传感器的信号数值归一化为0000至9999范围内的标准计数值。所生成的环境描述数据被由环境信号传感器1101提供给数据分析单元1102，并由该数据分析单元1102通过短距离通信单元1103向有效通信距离内的其它监测传感器站点发送该环境描述数据。短距离信单元1103可其于IEEE 802.11等通信协议实现数百米半径范围内的无线数据收发，在该有效通信距离内所存在的其它监测传感器站点因而可以收到本站点的环境描述数据；而本站点通过短距离通信单元1103也可以接收有效通信距离内其它监测传感器站点发来的环境描述数据。
[0039]数据分析单元1102获得自身站点及有效通信距离内其它监测传感器站点发来的环境描述数据之后，执行环境相似度计算，确定自身的采样点与其它监测传感器站点所在的采样点之间的环境相似度。环境相似度计算可按照如下算法进行:
[0040]S=Q1/ (TEMp0-TEMpi ?n)2+ a J (WET0-WET1 ?n)2+ a J (LigHT0-LIGHT1 ?n)2+ a J(MOIS0-MOiS1 ?n)2+ a 5/ (PH0-PH1 ?n)2+ a 6/ (PHOso-PHOS1 ?η)2
[0041]其中S表示所述环境相似度，TEMP。、WET。、LIGHT。、M0ISQ、PHQ、PHOStl表示自身站点的上述各域的值，TEMP1?n、WET1?n、LIGHT1?n、MOIS1?n、PH1?n、PHOS1?n表示在有效通信距离内的其它站点I?η同类型的域的值，α I至α6表示为各类型域的平方差值分配的权重系数，视各类型的环境因素在空间尺度上的变化规律，为其分配不同的权重。例如，温度在较小空间范围内的变化一般不明显，因此可以分配较小的权重；酸碱度和化学元素含量与人为因素关系密切，在较小空间范围内也可能出现明显波动，因此可分配较大的权重。如果两个站点的环境相似度S的数值越大，则反映两个站点之间环境参数加权之后的综合差异越小。数据分析单元1102依次计算出自身站点与有效通信距离以内的其它η个站点相互之间的η个环境相似度之后，将各环境相似度与一个预定的组网阈值进行比较，在与某个站点的环境相似度大于组网阈值的情况下，数据分析单元1102提取该站点的站点标识，并且将该站点标识保存在一个由该数据分析单元1102建立并维护更新的环境相似站点列表当中。
[0042]在数据分析单元1102将与自身的环境相似度大于组网阈值的全部其它站点的站点标识均纳入该环境相似站点列表之后，该单元分析列表中各个站点标识的排序关系，例如比较作为站点标识的数字的大小关系决定其排序顺序。当自身的站点标识的排序高于所述环境相似站点列表中的全部站点标识，所述数据分析单元1102自身生成一个子网ID码，并且将该子网ID码通过短距离信单元1103发给列表中的其它站点。当数据分析单元1102判断自身的站点标识的排序低于所述环境相似站点列表中的任意站点标识，由于按照规则应该由排序最高的站点决定子网ID码，因此本站点的所述数据分析单元1102不确定子网ID码，而是等待接收排序最高的其它监测传感器站点发送的子网ID码，并且在接收到其它监测传感器站点发送的子网ID码后回复确认消息，并将该收到的子网ID码作为自身所加入的子网ID码。上述子网ID码的生成和共享机制降低了整体上的通信开销，避免了子网ID码指定过程中出现冲突。享有相同的子网ID码的站点共同构成一个小环境监测子网。并且，各个传感器监测站点通过其远程通信单元1104向中心服务器2上传自身的站点标识以及子网ID码，从而使中心服务器2基于站点标识以及子网ID码了解各个小环境监测子网的站点数量和位置分布。
[0043]图3示出了传感器监测站点的工作周期示意图。该单元以工作期间为单位，周期性地运行。一个工作期间可以划分为信号采集期间301、环境描述数据收发期间302、相似度计算期间303、子网ID码收发期间304、上报期间305以及休眠期间306。信号采集期间301用于读取本站点各传感器的数值并生成所述环境描述数据；环境描述数据收发期间302用于与有效通信距离内的其它站点实现环境描述数据的相互收发；相似度计算期间303用于执行上述环境相似度计算并最终形成所述环境相似站点列表；子网ID码收发期间304用于发送或接收子网ID码，最终在小环境监测子网内形成子网ID码的共享；上报期间305用于实现向中心服务器的站点标识以及子网ID码上报；以上各阶段完成后，数据分析单元1102控制本站点进入休眠期间306从而降低功耗。农业小环境监测物联网的各个传感器监测站点之间建立时钟同步校准，并且定义统一的工作期间时隙分配，从而各站点同步地进入上述各个阶段并执行相互通信，从而避免了由于各站点不同步造成小环境监测子网的构建出现问题，例如避免出现环境相似度本来较大的站点由于不同步而没有进入共同的小环境监测子网。
[0044]在上述上报期间305内，中心服务器2会收到各个站点上报的子网ID码，从而了解到各个小环境监测子网的状态。中心服务器2会建立小环境监测子网状态记录表，该记录表中记录了各个小环境监测子网的子网ID码、小环境监测子网所包含的各个传感器监测站点的站点标识和站点位置坐标(可以通过GPS实时定位或者在初次布网时进行登记而获得该坐标)以及各小环境监测子网的建立时长。当中心服务器2在第一工作期间的上报期间初次接收到某小环境监测子网的子网ID码，则在所述小环境监测子网状态记录表中记录该子网的稳定时长为I个周期时间。在第二工作期间内，如果该小环境监测子网内的各个站点中的环境相似站点列表均没有变化，则子网ID码也不会发生更新；因此，中心服务器2在第二工作期间的上报期间会将该子网的稳定时长更新为2个周期时间，以此类推。相反，如果小环境监测子网的站点构成发生改变，则会按照上文所介绍的分配新的子网ID码，则中心服务器2会在所述小环境监测子网状态记录表中形成新的记录并重新计算稳定时长。
[0045]图4是本发明中小环境监测子网分布调整状况示意图。中心服务器2基于小环境监测子网状态记录表，根据各个小环境监测子网中的站点数量和稳定时长是否达到预定的分布调整条件，决定是否进行站点的分布调整，并基于优化算法生成调整后的分布方案。例如，如图4中的小环境监测子网A所包含的传感器监测站点的数量达到16个，并且该小环境监测子网A的稳定时长已经超过100个周期时间，则说明该子网所在区域的农业小环境处于稳态，并且具有比较高的环境同一性，在这种情况下可以减少该子网中的部分传感器监测站点，从而降低该区域上的站点冗余。所述中心服务器2根据该小环境监测子网A的监测传感器站点的站点位置坐标，计算每个监测传感器站点的相邻站点计数值。例如我们以图4中所示的距离R作为衡量两个站点是否作为相邻站点的判断标准，则位于子网边缘的站点Al具有3个相邻站点，而位于子网中心区域的A2站点具有8个相邻站点，如果以5个相邻站点作为阈值，则站点A2因其相邻站点计数值大于阈值，被中心服务器2作为需要进行分布调整的站点，将会被从其采样点处移除。显然，在空间分布上位于子网中心区域的站点相对于位于边缘区域的站点更易于被调整，因为一般边缘区域更易于受到子网以外因素的影响而发生农业小环境的变化，而中心区域的稳定性更强。另一种情况下，如图4所示，小环境监测子网B和C均只包含两个站点，低于分布调整条件的下限值，这说明该区域农业小环境分布比较复杂，各站点之间的环境差异性比较明显，需要增加采样点以便更好的执行对该区域小环境分布及变化情况进行监控。所述中心服务器2可以根据小环境监测子网B中的两个监测传感器站点BI和B2的站点位置坐标，执行空间内插，在两个站点BI和B2中间确定一个新增监测传感器站点的插入位置B3。可见，本发明通过基于物联网技术的站点通信，以自组织的方式实现了站点的布局优化分布。
[0046]通过优化分布后的农业小环境监测物联网1，中心服务器2从各个子网中的全部或者一部分传感器监测站点接收所述环境描述数据，这些环境描述数据反映了各个农业小环境中的温度、湿度、光照度、墒情值、酸碱度值以及特定化学物质含量等参数，这些参数都直接影响小环境中农作物的营养含量和安全程度。因而，相关人员可以以从中心服务器2获得的上述参数为依据，进行食品安全方面的监控和管理，对出现的异常情况作出及时响应。
[0047]综上所述，本发明基于物联网技术使农业小环境监测平台的分布式监测网络实现信息互通和区域自组织，通过环境相似度的判断，发掘处在同一性比较强的农业小环境下的监测站点并进行分布调整，避免站点设置冗余；而对于小环境结构比较复杂的区域，则可以及时新增监测节点。从而，在监测站点总数量保持在合理限额的情况下，通过组织和分布优化，达到监测站点布局与农业小环境分布状态的匹配，提高对农业小环境监测的准确性和可靠性。本发明通过对农业小环境的监测，获得反映农作物生长条件的光照、温度、湿度、水份、土壤以及农药、化肥施用等自然和人为因素状况，加强了农业生产的过程控制和干扰，有助于提升食品安全和品质。
[0048]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，本发明还可以应用在其它设备中；以上描述中的尺寸和数量均仅为参考性的，本领域技术人员可根据实际需要选择适当的应用尺寸，而不脱离本发明的范围。本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种基于物联网的农业小环境监测平台，其特征在于，包括农业小环境监测物联网以及中心服务器；所述农业小环境监测物联网包括分布于农业生产空间的监测传感器站点；所述监测传感器站点采集采样点处与农业小环境相关的环境信息，生成环境描述数据；并且处于有效通信距离内的所述监测传感器站点相互传输自身生成的所述环境描述数据；监测传感器站点根据自身及有效通信距离内其它监测传感器站点的所述环境描述数据，通过环境相似度计算确定自身与其它监测传感器站点之间的环境相似度；对于相互之间的环境相似度大于组网阈值的监测传感器站点，通过共享相同的子网ID码组成小环境监测子网；并且，所述监测传感器站点向所述中心服务器上传自身的站点标识以及子网ID码；所述中心服务器根据所接收的站点标识以及子网ID码，判断所述小环境监测子网是否符合预定的分布调整条件，在符合所述分布调整条件的情况下所述中心服务器确定进行分布调整的监测传感器站点。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的农业小环境监测平台，其特征在于，所述监测传感器站点包括环境信号传感器、数据分析单元、短距离通信单元以及远程通信单元；所述环境信号传感器用于米集米样点处与农业小环境相关的环境信息，生成米样点的环境描述数据；所述短距离通信单元用于与有效通信距离内的其它监测传感器站点进行无线数据收发，从而发送自身的环境描述数据并接收所述其它监测传感器站点的环境描述数据；所述数据分析单元基于根据自身及有效通信距离内其它监测传感器站点的所述环境描述数据，执行环境相似度计算确定自身与其它监测传感器站点之间的环境相似度；并且，所述数据分析单元通过所述短距离通信单元向环境相似度大于组网阈值的其它监测传感器发送自身的站点标识以及自身生成的子网ID码，以及通过所述短距离通信单元接收环境相似度大于组网阈值的其它监测传感器发来的站点标识以及子网ID码，所述数据分析单元根据预定规则决定自身采用的子网ID码；所述远程通信单元用于向所述中心服务器上传自身的站点标识以及自身采用的子网ID码。
3.根据权利要求2所述的基于物联网的农业小环境监测平台，其特征在于，所述监测传感器站点通过多种类型的环境信号传感器采集多类型的环境信息，并且基于环境信息对环境描述数据对应类型的域赋值，从而生成该监测传感器站点的环境描述数据。
4.根据权利要求3所述的基于物联网的农业小环境监测平台，其特征在于，所述数据分析单元执行环境相似度计算具体包括:计算自身的环境描述数据与其它监测传感器站点的环境描述数据相同类型的域的平方差值；计算各域的平方差值的加权总和，其中各域具有相应的权重系数，所述加权总和作为所述环境相似度。
5.根据权利要求4所述的基于物联网的农业小环境监测平台，其特征在于，所述数据分析单元用于建立环境相似站点列表，保存与自身的环境相似度大于组网阈值的其它监测传感器站点的站点标识；判断自身的站点标识与所述环境相似站点列表中的站点标识的排序关系；当自身的站点标识的排序高于所述环境相似站点列表中的全部站点标识，所述数据分析单元生成并发送自身生成的子网ID码；当自身的站点标识的排序低于所述环境相似站点列表中的任意站点标识，所述数据分析单元等待接收其它监测传感器站点发送的子网ID码，并且在接收到其它监测传感器站点发送的子网ID码后回复确认消息。
6.根据权利要求5所述的基于物联网的农业小环境监测平台，其特征在于，所述传感器监测站点以工作期间为单位周期性地运行，所述工作期间包括信号采集期间、环境描述数据收发期间、相似度计算期间、子网ID码收发期间、上报期间以及休眠期间。
7.根据权利要求6所述的基于物联网的农业小环境监测平台，其特征在于，所述中心服务器建立小环境监测子网状态记录表，记录所述小环境监测子网的子网ID码以及该小环境监测子网的监测传感器站点的站点标识；所述中心服务器基于所述小环境监测子网状态记录表，判断所述小环境监测子网的站点数量和稳定时长是否达到预定的分布调整条件。
8.根据权利要求7所述的基于物联网的农业小环境监测平台，其特征在于，在所述小环境监测子网的站点数量和稳定时长均超过分布调整条件的上限值的情况下，所述中心服务器根据该小环境监测子网的监测传感器站点的站点位置信息，计算每个监测传感器站点的相邻站点计数值，并且将所述相邻站点计数值大于阈值的站点作为进行分布调整的监测传感器站点。
9.根据权利要求7所述的基于物联网的农业小环境监测平台，其特征在于，在所述小环境监测子网的站点数量低于分布调整条件的下限值的情况下，所述中心服务器根据该小环境监测子网的监测传感器站点的站点位置信息，确定监测传感器站点之间的新增监测传感器站点插入位置。
10.一种基于物联网的农业小环境监测方法，其特征在于，包括以下步骤: 在农业生产空间内按照初始分布方案设置监测传感器站点； 通过所述监测传感器站点采集采样点处与农业小环境相关的环境信息，生成环境描述数据； 处于有效通信距离内的所述监测传感器站点相互传输自身生成的所述环境描述数据； 监测传感器站点根据自身及有效通信距离内其它监测传感器站点的所述环境描述数据，通过环境相似度计算确定自身与其它监测传感器站点之间的环境相似度； 使相互之间的环境相似度大于组网阈值的监测传感器站点通过共享相同的子网ID码组成小环境监测子网； 通过监测传感器站点向所述中心服务器上传自身的站点标识以及子网ID码； 通过所述中心服务器根据所接收的站点标识以及子网ID码，判断所述小环境监测子网是否符合预定的分布调整条件；在符合所述分布调整条件的情况下，通过所述中心服务器确定进行分布调整的监测传感器站点。
【文档编号】G06Q50/02GK104268784SQ201410447163
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月4日 优先权日:2014年9月4日
【发明者】朱旭华, 陈渝阳 申请人:浙江托普仪器有限公司