基于无线传感器网络的农产品储运控制系统的制作方法

本发明涉及农产品运输监测领域，具体涉及基于无线传感器网络的农产品储运控制系统。

背景技术：

相关技术中的农产品运输系统，靠人为将农产品储存状况参数输入到电脑中，供管理人员查询，这种方式智能化程度不够，而且不能实时监测农产品所处环境的温湿度并及时发送给管理人员。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供基于无线传感器网络的农产品储运控制系统。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

提供了基于无线传感器网络的农产品储运控制系统，包括环境信息收发模块、农产品储运监控平台和移动终端；所述的环境信息收发模块基于无线传感器网络进行农产品所在环境数据的采集、收集和发送，农产品储运监控平台用于实现对环境信息收发模块发送的农产品所在环境数据的接收、存储、分析和显示，所述的移动终端用于通过访问农产品储运监控平台获取所需数据。

本发明的有益效果为：基于该系统，可以实时监测农产品所处环境的温湿度等情况，且远程用户可以通过电脑、手机等移动终端完成农产品储运信息的快捷查询，智能化程度高。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1本发明的结构框图；

图2是本发明农产品储运监控平台的连接框图。

附图标记：

环境信息收发模块1、农产品储运监控平台2、移动终端3、数据接收模块10、数据存储模块20、数据分析处理模块30、数据显示模块40。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

参见图1、图2，本实施例提供的基于无线传感器网络的农产品储运控制系统，包括环境信息收发模块1、农产品储运监控平台2和移动终端3；所述的环境信息收发模块1基于无线传感器网络进行农产品所在环境数据的采集、收集和发送，农产品储运监控平台2用于实现对环境信息收发模块1发送的农产品所在环境数据的接收、存储、分析和显示，所述的移动终端3用于通过访问农产品储运监控平台2获取所需数据。

优选地，所述农产品储运监控平台2包括数据接收模块10、数据存储模块20、数据分析处理模块30、数据显示模块40，其中数据接收模块10、数据存储模块20、数据分析处理模块30、数据显示模块40依次连接。

优选地，所述农产品所在环境数据包括温度、湿度、气体浓度、光照度。

本发明上述实施例可以实时监测农产品所处环境的温湿度等情况，且远程用户可以通过电脑、手机等移动终端完成农产品储运信息的快捷查询，智能化程度高。

优选地，所述无线传感器网络采用下述的网络模型：

无线传感器网络由多个环境监测传感器节点和一个基站节点组成，所有环境监测传感器节点均匀并随机地分布在根据农产品所在环境设定的农产品所在环境监测区域内部，农产品所在环境监测区域为设定边长的二维正方形，基站节点设置于农产品所在环境监测区域的外部，无线传感器网络采用周期性数据收集方式，并可以在收集农产品所在环境数据的过程中对农产品所在环境数据进行融合处理。

其中，所述的无线传感器网络采用设定的分簇算法进行分簇，具体为：

(1)将无线传感器网络的农产品所在环境监测区域划分为多个大小相等的方形栅格，方形栅格的边长l为：

式中，l为无线传感器网络的农产品所在环境监测区域的长度，n为部署的环境监测传感器节点的数目，p为环境监测传感器节点失效的概率；

(2)首轮分簇时，基站向各个方形栅格的中心处环境监测传感器节点发送分簇消息，每个中心处环境监测传感器节点根据其到方形栅格顶点的距离确定发射功率，向其他环境监测传感器节点广播分簇消息；

(3)环境监测传感器节点接收到分簇消息后，根据下述公式计算出的距离确定发射功率，向其他环境监测传感器节点交互自身节点信息：

式中，d(si)表示环境监测传感器节点si确定发射功率时所根据的距离，为环境监测传感器节点si的位置坐标，为环境监测传感器节点si所处方形栅格的第θ个顶点的位置坐标；

(4)确定最优簇头节点数目φ，在每个方形栅格中选择φ个环境监测传感器节点作为簇头节点；

(5)每个环境监测传感器节点选择最近的簇头节点加入簇；

(6)下一轮分簇时，基站向各个方形栅格的上一轮选出的簇头节点发送分簇消息，由簇头节点将分簇消息向簇内的环境监测传感器节点广播分簇消息。

上述设定的分簇算法，一方面能够使得每轮选出的簇头节点在无线传感器网络中较为均匀地分布，能够获得较好的均匀分簇效果，从而可以均衡每个簇头节点在簇内进行农产品所在环境数据的收集时的能耗，另一方面规定了分簇消息和节点信息交互的方式，能够避免远距离发送信息而消耗较多的能量，提高了无线传感器网络的能量使用效率，节省了环境信息收发模块1的数据传输成本。

优选地，所述的确定最优簇头节点数目φ，在每个参与簇头竞选的方形栅格中选择φ个环境监测传感器节点作为簇头节点，具体为：

(1)确定最优簇头节点数目φ：

式中，p为环境监测传感器节点的失效概率；

(2)计算方形栅格内环境监测传感器节点的簇头竞争能力：

式中，表示环境监测传感器节点sj的簇头竞争能力值，分别为第η个方形栅格中环境监测传感器节点sj的剩余能量值、剩余可用内存，为第η个方形栅格中环境监测传感器节点sj的初始能量值，为第η个方形栅格中环境监测传感器节点sj的初始可用内存，ξ为设定的权重系数；

(3)对方形栅格内所有环境监测传感器节点按照簇头竞争能力值由大到小进行排序，选取前φ个环境监测传感器节点作为该方形栅格的簇头节点。

本优选实施例根据环境监测传感器节点失效的概率确定参与簇头竞选的方形栅格的簇头节点数目，使得参与簇头竞选的方形栅格中至少包括一个有效的簇头节点，从而实现在最优化网络能耗的前提下保证方形栅格中环境监测传感器节点的数据收集，提高对农产品所在环境数据进行收集的可靠性，另外根据方形栅格内环境监测传感器节点的簇头竞争能力由大到小的顺序确定需要的簇头节点，确保选出的簇头节点具备较优的性能。

优选地，进行分簇时，参与簇头节点竞选的方形栅格需要符合下述参与条件：

式中，表示第η个方形栅格中环境监测传感器节点sj的剩余能量值，mη表示第η个方形栅格具有的环境监测传感器节点数量，sum表示计数函数，用于统计以及时的环境监测传感器节点个数，ef为设定的能量阈值，qe为设定的数量阈值，λ1、λ2为设定的权重系数。

其中，没有参与簇头节点竞选的方形栅格中的环境监测传感器节点选择其他方形栅格中距离最近的簇头节点加入簇，以完成分簇操作。

本优选实施例设置参与条件，排除了一些不适合进行簇头竞选的方形栅格，优化了簇头节点的数量，从而在整体上减少了分簇的时间，提高基于无线传感器网络的环境信息收发模块1的工作效率，进一步节省了农产品储运控制系统的成本。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。