一种生物信息的监测方法，及监测设备与流程

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种生物信息的监测方法，及监测设备。

背景技术：

目前病虫害主要是人工在判别，但是对于那些比如：山林、大面积的农田等情况，如果采用人工去发现病虫害，将会十分的耗时耗力。因此需要提供能够快速准确发现病虫害的技术方案。

已知的技术方案有：基于无人机的农作物病虫害监测系统，该系统包括：无人机和地面站；其中，无人机搭载的设备有控制模块及与控制模块相连的定位模块、传感模块和图像采集模块，传感模块包括监测昆虫的脉冲雷达和监测农作物的多波段光谱扫描仪、红外光谱仪。

基于上述无人机的农作物病虫害监测系统，具体运行过程包括以下步骤：

步骤1、无人机采集划定范围内的农作物图像和状态；

步骤2、主控模块分析图像采集模块采集的图像和来自传感模块的遥感图像和光谱数据；

步骤3、将步骤2中的数据传回地面站进行进一步分析。

以上方案，利用无人机红外遥感技术监测农作物病虫害作为卫星和航天航空遥感的补充。

但是红外技术需要病虫与环境存在温差，局限性非常大；另外，目前无人机续航以及成本较难兼顾；因此以上方案的应用受到较大的限制，应用效果不佳。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种生物信息的监测方法，及监测设备，用于实现较好效果的生物活动情况的智能监测。

一方面本发明实施例提供了一种生物信息的监测方法，应用于包含监测设备的物联网系统，所述方法包括：

监测设备获取路由配置信息，所述路由配置信息包含以所述监测设备为基准上行和下行的相邻监测设备；

所述监测设备采集声纹信息，对所述声纹信息进行识别处理；

在确定所述声纹信息中包含生物特征声纹的情况下，依据所述路由配置信息向上行方向的所述相邻监测设备发送生物报告信息。

在一种可选的实现方式中，还提供了采用路由表的方式配置整个由监测设备组成的物联网，由于路由表可以是部署的时候配置的，因此并不必须采用本实施例方案；采用本实施例方案则可以更为灵活的配置路由，防止因为个别监测设备坏掉影响到整个物联网的使用，具体如下：所述监测设备获取路由配置信息包括：

接收来自上行方向上的所述相邻监测设备的所述物联网系统的路由表；

所述方法还包括：读取所述路由表获得下行发方向上的所述相邻监测设备，并将所述路由表发往所述下行发方向上的所述相邻监测设备。

在一种可选的实现方式中，基于监测设备自行组网的物联网系统，生物报告信息也可以通过该物联网系统进行转发，具体如下：所述方法还包括：

接收来自所述下行发方向上的所述相邻监测设备发送的生物报告信息，将接收到的所述生物报告信息转发给上行方向的所述相邻监测设备。

在一种可选的实现方式中，本发明实施例可以应用于病虫害的监测，需要说明的是，本发明实施例可以应用于任意发声的生物活动情况的监测，例如：鸟类活动、珍惜动物的活动等，后续实施例中应用于农业或者林业的病虫害监测，不应理解为对本发明实施例的唯一性限定，具体如下：所述生物特征声纹为病虫害特征声纹，所述生物报告信息为病虫害预警信息；在所述监测设备采集声纹信息之前，所述方法还包括：

所述监测设备接收来自上行方向上的所述相邻监测设备发送的配置信息，从所述配置信息中提取采集所述声纹信息的时间段以及所述病虫害特征声纹；将所述配置信息转发给下行方向上的所述相邻监测设备；

所述监测设备采集声纹信息包括：在所述配置信息中配置的时间段内采集声纹信息；

所述在确定所述声纹信息中包含生物特征声纹的情况下，依据所述路由配置信息向上行方向的所述相邻监测设备发送生物报告信息包括：

在确定所述声纹信息中包含病虫害特征声纹的情况下，向上行方向的所述相邻监测设备发送生物报告信息。

由于病虫的活动是有规律的，例如：仅在晚上某一个特定时间段出来觅食；如果不间断的监测则会导致大量电能的损失，在本发明实施例的应用场景下，监测设备会分布于高山密林，也可能分布于人迹罕至的区域，极可能没有充足供电需要用电池提供电能，监测设备的电能是非常宝贵的，基于本发明实施例所特有的应用场景需求，上述时间段与并上述病虫害特征声纹存在一一对应关系；另外，在本实施例中，监测设备可以将病虫害的声纹特征信息发送给相邻监测设备，进行再次确认；这是由于，在监测设备一侧可以使用较低的相似度作为阈值初步确定是否存在病虫害，然后由网络侧来进行更为精确的确认；这样可以进一步降低监测设备的数据处理能力需求，节省监测设备的成本。在本实施例中，通过配置时间段，可以灵活控制监测设备的工作时间。

在一种可选的实现方式中，本发明实施例的应用场景下，监测设备会分布于高山密林，也可能分布于人迹罕至的区域，极可能没有充足供电需要用电池提供电能，监测设备的电能是非常宝贵的，基于本发明实施例所特有的应用场景需求，本发明实施例提供了进一步省电的实现方案：所述方法还包括：

所述监测设备获取所述监测设备内电池的剩余电量，依据所述剩余电量调整采集所述声纹信息的频率，所述剩余电量越低，采集所述声纹信息的频率越低；

在确定所述剩余电量低于预警值的情况下，向上行方向上的所述相邻监测设备发送电量不足进入休眠状态的指示，然后进入休眠状态，直到确定所述剩余电量高于工作许可电量值后，执行所述在所述配置信息中配置的时间段内采集声纹信息；所述预警值小于或等于所述工作许可电量值。

本实施例中，通过剩余电量来指导声纹采集，以及后续的声纹识别过程，在剩余电量交底的情况下，可以在省电的情况下尽量满足监测需求，在剩余电量极低的情况下，则进入休眠状态；本发明实施例监测设备可以有自己发电的设备来为电池充电，等待电量回升以后再正常工作。预警值会是一个较低的剩余电量，该值的设置需要考虑监测设备等待发电设备发电所需的时间安全值。工作许可电量值可以任意配置，可以理解的是其应该是一个相对较大的值，具体取值本发明实施例不作唯一性限定。

在一种可选的实现方式中，基于省电的目的，监测设备可以不必一直与相邻监测设备保持连接，也不必一直处于工作状态下，节省这部分电能分配到监测过程中，使监测设备能够有更多的正常工作时间应用到病虫害的监测，具体如下：所述监测设备接收来自上行方向上的所述相邻监测设备发送的配置信息包括：

所述监测设备在预定的时刻建立与所述上行方向上的所述相邻监测设备之间的无线连接，然后接收所述上行方向上的所述相邻监测设备发送的配置信息；

所述向上行方向的所述相邻监测设备发送生物报告信息包括：

在所述时间段结束后，向所述上行方向上的所述相邻监测设备发送所述声纹信息以及病虫害预警信息。

在本实施例中，充分考虑了病虫害监测应用场景的特性，监测设备不必一直与相邻的监测设备保持连接，在非监测时间段可以保持休眠状态，最大限度的节省电能，使监测设备能够超长使用时间，极大减少维护需求。病虫害监测过程中，也不需要一直保持连接，在监测时间段结束以后，一次性上报需要上报的信息。

在一种可选的实现方式中，由于采集的声纹信息可能会非常非常多，如果全部发给相邻监测设备，那么会浪费非常多的网络资源，对上行带宽要求比较高，还会增加成本，基于此本发明实施例提供了如下解决方案：所述向所述上行方向上的所述相邻监测设备发送所述声纹信息以及病虫害预警信息包括：

截取所述声纹信息中包含病虫害特征声纹的声纹片段，向所述上行方向上的所述相邻监测设备发送所述声纹片段、所述声纹片段所对应的时间信息以及所述声纹片段中包含病虫害特征声纹的指示信息；

所述截取所述声纹信息中包含病虫害特征声纹的声纹片段之前，还包括：

获得至少n个病虫害特征声纹的声纹片段，所述n大于所有可能为病虫害特征声纹的声纹片段的60％；对所述n个病虫害特征声纹的声纹片段进行相似度比对，确定相同的声纹片段；统计不相同的声纹片段的种类，选取所述n个病虫害特征声纹的声纹片段的种类中出现比例最大的声纹片段；

所述向所述上行方向上的所述相邻监测设备发送所述声纹片段包括：

发送所述n个病虫害特征声纹的声纹片段的种类中出现比例最大的声纹片段；

所述方法还包括：接收来自目标声纹标识，确定所述目标声纹标识指定的声纹特征，在病虫害防治后统计与所述目标声纹标识指定的声纹特征相同的声纹片段出现的比例是否下降，若下降则确定病虫害防治效果已出现。。

以上方案，一方面可以保证病虫害特征声纹能够被发往服务器，另一方面能够减少数据上传数量，节省带宽。

在一种可选的实现方式中，本发明实施例的监测设备如果安装在工作人员难以到达的位置，可以考虑增加发电设备从而极大的降低维护需求，具体如下：所述监测设备的电池连接太阳能发电设备或者风能发电设备，所述太阳能发电设备或者风能发电设备在发电阶段为所述电池充电。

二方面本发明实施例提供了一种监测设备，所述监测设备应用于包含监测设备的物联网系统，所述监测设备包括：

路由获取模块，用于获取路由配置信息，所述路由配置信息包含以所述监测设备为基准上行和下行的相邻监测设备；

声纹采集模块，用于采集声纹信息；

声纹识别模块，用于对所述声纹信息进行识别处理；

发送模块，用于在确定所述声纹信息中包含生物特征声纹的情况下，依据所述路由配置信息向上行方向的所述相邻监测设备发送生物报告信息。

在一种可选的实现方式中，所述路由获取模块包括：

路由接收模块，用于接收来自上行方向上的所述相邻监测设备的所述物联网系统的路由表；

路由读取模块，用于读取所述路由表获得下行发方向上的所述相邻监测设备，以及上行发方向上的所述相邻监测设备；

所述发送模块，还用于将所述路由表发往所述下行发方向上的所述相邻监测设备。

在一种可选的实现方式中，所述监测设备还包括：

信息接收模块，用于接收来自所述下行发方向上的所述相邻监测设备发送的生物报告信息；

所述发送模块，还用于将接收到的所述生物报告信息转发给上行方向的所述相邻监测设备。

在一种可选的实现方式中，所述生物特征声纹为病虫害特征声纹，所述生物报告信息为病虫害预警信息；所述监测设备还包括：

数据获取模块，用于在所述监测设备采集声纹信息之前，接收来自上行方向上的所述相邻监测设备发送的配置信息，从所述配置信息中提取采集所述声纹信息的时间段以及所述病虫害特征声纹；

所述发送模块，还用于将所述配置信息转发给下行方向上的所述相邻监测设备；

所述声纹采集模块，用于在所述配置信息中配置的时间段内采集声纹信息；

所述发送模块，用于在确定所述声纹信息中包含病虫害特征声纹的情况下，向上行方向的所述相邻监测设备发送生物报告信息。

在一种可选的实现方式中，所述监测设备还包括：

电量获取模块，用于获取所述监测设备内电池的剩余电量；

调整模块，用于依据所述剩余电量调整采集所述声纹信息的频率，所述剩余电量越低，采集所述声纹信息的频率越低；

所述发送模块，还用于在确定所述剩余电量低于预警值的情况下，向上行方向上的所述相邻监测设备发送电量不足进入休眠状态的指示；

所述声纹采集模块，用于在所述发送模块上报电量不足进入休眠状态的指示后，所述监测设备进入休眠状态，直到确定所述剩余电量高于工作许可电量值后，执行所述在所述配置信息中配置的时间段内采集声纹信息；所述预警值小于或等于所述工作许可电量值。

在一种可选的实现方式中，所述监测设备的电池连接太阳能发电设备或者风能发电设备，所述太阳能发电设备或者风能发电设备在发电阶段为所述电池充电。

在一种可选的实现方式中，所述数据获取模块，用于接收来自上行方向上的所述相邻监测设备发送的配置信息包括：

在预定的时刻建立与所述上行方向上的所述相邻监测设备之间的无线连接，然后接收所述上行方向上的所述相邻监测设备发送的配置信息；

所述发送模块，用于向所述上行方向上的所述相邻监测设备发送所述声纹信息以及病虫害预警信息包括：

在所述时间段结束后，向所述上行方向上的所述相邻监测设备发送所述声纹信息以及病虫害预警信息。

在一种可选的实现方式中，所述发送模块，用于向上行方向的所述相邻监测设备发送生物报告信息包括：

截取所述声纹信息中包含病虫害特征声纹的声纹片段，向所述上行方向上的所述相邻监测设备发送所述声纹片段、所述声纹片段所对应的时间信息以及所述声纹片段中包含病虫害特征声纹的指示信息。

在一种可选的实现方式中，本发明实施例的监测设备如果安装在工作人员难以到达的位置，可以考虑增加发电设备从而极大的降低维护需求，具体如下：所述监测设备的电池连接太阳能发电设备或者风能发电设备，所述太阳能发电设备或者风能发电设备在发电阶段为所述电池充电。

三方面本发明实施例还提供了一种监测设备，包括：处理器、输入输出设备、声音采集设备，存储器；还可以包含电池；另外还可以连接到风能或者太阳能的发电设备，其中声音采集设备用于采集声纹信息，处理器用于执行前述方法实施例中各步骤。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：采用具有物联网功能的监测设备，监测设备之间组成网状的物联网系统，监测设备监测其自身所在位置的声纹信息；各种生物活动会有其特殊的声纹产生，通过采集这些声纹来识别出是否存在有生物，以及是什么生物；本发明实施例方案不受光照影响，昼夜都可以使用，监测设备可以分布在需要监测的区域内，不仅可以监测病虫害，还可以监测动物的活动情况等，基于监测设备覆盖范围可能极大的应用现实使用监测设备之间组成网状的物联网系统，对接入点的覆盖面积需求较低，对监测设备的通信能力要求也较低，实现了较好效果的生物活动情况的智能监测。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例系统架构示意图；

图2为本发明实施例方法流程示意图；

图3为本发明实施例监测设备结构示意图；

图4为本发明实施例监测设备结构示意图；

图5为本发明实施例监测设备结构示意图；

图6为本发明实施例监测设备结构示意图；

图7为本发明实施例监测设备结构示意图；

图8为本发明实施例监测设备结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种基于物联网的生物监测方法，应用于包含监测设备的物联网系统，如图1所示为物联网系统示意图，包含监测设备102、还可以有服务器101；监测设备101的数量可以有很多，分布于监测区域；监测设备101可以与相邻监测设备进行通信，在图1中示意虚线区域内的监测设备101均属于中间位置粗线条标识的监测设备101的相邻监测设备，服务器102并不能完全覆盖到所有的监测设备101，如图2所示，所述方法包括：

201：监测设备获取路由配置信息，所述路由配置信息包含以所述监测设备为基准上行和下行的相邻监测设备；

路由配置信息可以使用路由表的形式，从服务器一侧发往监测设备，监测设备按照路由表里面记录的监测设备与监测设备之间的路由关系(上行或者下行方向上的上一跳和下一跳的监测设备是哪一个)，转发路由表；其他数据的转发也依据该路由表执行。因此监测设备在本实施例中兼具了路由功能。

202：所述监测设备采集声纹信息，对所述声纹信息进行识别处理；

在执行采集声纹信息之前，监测设备和相邻监测设备之间可以建立通信连接，也可以等到需要有数据上报的时候建立通信连接，本实施例对此不作限定。

声纹(voiceprint)，是用电声学仪器显示的声波频谱。现代科学研究表明，声纹不仅具有特定性，而且有相对稳定性的特点。七种声纹图：宽带声纹、窄带声纹、振幅声纹、等高线声纹、时间波谱声纹、断面声纹。其中，前二种显示语声的频率与强度随时间推移的变化特征；中间三种显示语音强度或声压随时间变化的特征；断面声纹只是显示某一时间点上声波强度和频率特征的声纹图。声纹中的同类特征(如共振峰频率、走向及波形)，进行比较分析，找出相同点和差异点。

在本实施例中，监测设备采集声纹信息，不应狭隘的理解为直接采集到了声纹信息，该声纹信息可以是通过采集音频数据后，从音频数据中提取的声纹信息，对声纹信息的识别可以是与生物特征声纹进行比对的步骤。

203：在确定所述声纹信息中包含生物特征声纹的情况下，依据所述路由配置信息向上行方向的所述相邻监测设备发送生物报告信息。

在本实施例中，生物特征声纹是那些需要监测的生物所特有的声纹，例如：特定的虫子咬叶子的声纹，拍打翅膀的声纹，特定的鸟叫的声纹，老虎吼叫的声纹等。

上述生物报告信息，如果是病虫害可以是告警，如果是其他生物也可以是告知是哪一种生物，也可以不必明确指出是哪一种生物，只是标注声纹信息中包含生物特征声纹。

监测设备之间组网的方式，每个监测设备作为一个路由节点，因此监测设备在数据上行和下行时，均只要按照路由信息将数据发往相邻的节点就可以到达服务器或者到达组网的最边缘位置。

采用具有物联网功能的监测设备，监测设备之间组成网状的物联网系统，监测设备监测其自身所在位置的声纹信息；各种生物活动会有其特殊的声纹产生，通过采集这些声纹来识别出是否存在有生物，以及是什么生物；本发明实施例方案不受光照影响，昼夜都可以使用，监测设备可以分布在需要监测的区域内，不仅可以监测病虫害，还可以监测动物的活动情况等，基于监测设备覆盖范围可能极大的应用现实使用监测设备之间组成网状的物联网系统，对接入点的覆盖面积需求较低，对监测设备的通信能力要求也较低，实现了较好效果的生物活动情况的智能监测。

在一种可选的实现方式中，还提供了采用路由表的方式配置整个由监测设备组成的物联网，由于路由表可以是部署的时候配置的，因此并不必须采用本实施例方案；采用本实施例方案则可以更为灵活的配置路由，防止因为个别监测设备坏掉影响到整个物联网的使用，具体如下：所述监测设备获取路由配置信息包括：

接收来自上行方向上的所述相邻监测设备的所述物联网系统的路由表；

所述方法还包括：读取所述路由表获得下行发方向上的所述相邻监测设备，并将所述路由表发往所述下行发方向上的所述相邻监测设备。

在一种可选的实现方式中，基于监测设备自行组网的物联网系统，生物报告信息也可以通过该物联网系统进行转发，具体如下：所述方法还包括：

接收来自所述下行发方向上的所述相邻监测设备发送的生物报告信息，将接收到的所述生物报告信息转发给上行方向的所述相邻监测设备。

在一种可选的实现方式中，本发明实施例可以应用于病虫害的监测，需要说明的是，本发明实施例可以应用于任意发声的生物活动情况的监测，例如：鸟类活动、珍惜动物的活动等，后续实施例中应用于农业或者林业的病虫害监测，不应理解为对本发明实施例的唯一性限定，具体如下：所述生物特征声纹为病虫害特征声纹，所述生物报告信息为病虫害预警信息；在所述监测设备采集声纹信息之前，所述方法还包括：

所述监测设备接收来自上行方向上的所述相邻监测设备发送的配置信息，从所述配置信息中提取采集所述声纹信息的时间段以及所述病虫害特征声纹；将所述配置信息转发给下行方向上的所述相邻监测设备；

所述监测设备采集声纹信息包括：在所述配置信息中配置的时间段内采集声纹信息；

所述在确定所述声纹信息中包含生物特征声纹的情况下，依据所述路由配置信息向上行方向的所述相邻监测设备发送生物报告信息包括：

在确定所述声纹信息中包含病虫害特征声纹的情况下，向上行方向的所述相邻监测设备发送生物报告信息。

由于病虫的活动是有规律的，例如：仅在晚上某一个特定时间段出来觅食；如果不间断的监测则会导致大量电能的损失，在本发明实施例的应用场景下，监测设备会分布于高山密林，也可能分布于人迹罕至的区域，极可能没有充足供电需要用电池提供电能，监测设备的电能是非常宝贵的，基于本发明实施例所特有的应用场景需求，上述时间段与并上述病虫害特征声纹存在一一对应关系；另外，在本实施例中，监测设备可以将病虫害的声纹特征信息发送给相邻监测设备，进行再次确认；这是由于，在监测设备一侧可以使用较低的相似度作为阈值初步确定是否存在病虫害，然后由网络侧来进行更为精确的确认；这样可以进一步降低监测设备的数据处理能力需求，节省监测设备的成本。在本实施例中，通过配置时间段，可以灵活控制监测设备的工作时间。

在一种可选的实现方式中，本发明实施例的应用场景下，监测设备会分布于高山密林，也可能分布于人迹罕至的区域，极可能没有充足供电需要用电池提供电能，监测设备的电能是非常宝贵的，基于本发明实施例所特有的应用场景需求，本发明实施例提供了进一步省电的实现方案：所述方法还包括：

所述监测设备获取所述监测设备内电池的剩余电量，依据所述剩余电量调整采集所述声纹信息的频率，所述剩余电量越低，采集所述声纹信息的频率越低；

在确定所述剩余电量低于预警值的情况下，向上行方向上的所述相邻监测设备发送电量不足进入休眠状态的指示，然后进入休眠状态，直到确定所述剩余电量高于工作许可电量值后，执行所述在所述配置信息中配置的时间段内采集声纹信息；所述预警值小于或等于所述工作许可电量值。

本实施例中，通过剩余电量来指导声纹采集，以及后续的声纹识别过程，在剩余电量交底的情况下，可以在省电的情况下尽量满足监测需求，在剩余电量极低的情况下，则进入休眠状态；本发明实施例监测设备可以有自己发电的设备来为电池充电，等待电量回升以后再正常工作。预警值会是一个较低的剩余电量，该值的设置需要考虑监测设备等待发电设备发电所需的时间安全值。工作许可电量值可以任意配置，可以理解的是其应该是一个相对较大的值，具体取值本发明实施例不作唯一性限定。

在一种可选的实现方式中，基于省电的目的，监测设备可以不必一直与相邻监测设备保持连接，也不必一直处于工作状态下，节省这部分电能分配到监测过程中，使监测设备能够有更多的正常工作时间应用到病虫害的监测，具体如下：所述监测设备接收上行方向的所述相邻监测设备发送的配置信息包括：

所述监测设备在预定的时刻建立与所述相邻监测设备之间的无线连接，然后接收所述接入设备发送的配置信息；

向所述相邻监测设备发送所述声纹信息以及病虫害预警信息包括：

在所述时间段结束后，向所述相邻监测设备发送所述声纹信息以及病虫害预警信息。

在本实施例中，充分考虑了病虫害监测应用场景的特性，监测设备不必一直与相邻监测设备保持连接，在非监测时间段可以保持休眠状态，最大限度的节省电能，使监测设备能够超长使用时间，极大减少维护需求。病虫害监测过程中，也不需要一直保持连接，在监测时间段结束以后，一次性上报需要上报的信息。

在一种可选的实现方式中，由于采集的声纹信息可能会非常非常多，如果全部发给相邻监测设备，那么会浪费非常多的网络资源，对上行带宽要求比较高，还会增加成本，基于此本发明实施例提供了如下解决方案：所述向所述上行方向上的所述相邻监测设备发送所述声纹信息以及病虫害预警信息包括：

截取所述声纹信息中包含病虫害特征声纹的声纹片段，向所述上行方向上的所述相邻监测设备发送所述声纹片段、所述声纹片段所对应的时间信息以及所述声纹片段中包含病虫害特征声纹的指示信息。

以上方案，一方面可以保证病虫害特征声纹能够被发往服务器，另一方面能够减少数据上传数量，节省带宽。

在一种可选的实现方式中，本发明实施例的监测设备如果安装在工作人员难以到达的位置，可以考虑增加发电设备从而极大的降低维护需求，具体如下：所述监测设备的电池连接太阳能发电设备或者风能发电设备，所述太阳能发电设备或者风能发电设备在发电阶段为所述电池充电。

基于以上说明，由于目前病虫害是人工在判别，对于那些比如：山林、大面积的农田等情况人工发现耗时耗力，提出如下解决方案：

在农田、山林之类需要进行监测的范围内，布置监测设备，每个监测设备需要具有声纹信息采集功能，声纹识别功能以及与接入点的通信功能；由于物联网中的监测设备布设范围会非常大，特别是对于那些面积巨大的农田，山林；接入设备即使有几十公里的覆盖范围，可能仍然有欠缺，并且对于监测点而言，如果与接入设备之间距离太远，那么一是信号质量难以保证，二是通信功率将会比较大(天线质量以及耗电方面)；提出如下方案：

监测设备在组网时，并不直接与接入设备建立通信连接(星形)，而是以网状组网，监测设备之间距离较短，因此监测设备之间相互认证建立连接，与接入点或者服务器最近的一个或几个监测设备再与接入点建立连接；

监测设备保存从自己这一侧到接入点的路由表，监测设备在确定要上报监测结果以后，按照路由表发送给下一跳的监测设备，直到发送到接入设备或者服务器。

以上方案，充分利用了物联网中各设备均有的通信功能，形成网状结构，实现监测数据的上传和监测指令的下发(下发与上传是逆过程，在此未详述)。

该方案，监测设备的通信能力可以不必太强，一方面节省成本，另一方面还可以节能。整个通信网络可以定期启动，并不需要时刻保持运行状态。

以上方案，可以实现对病虫害的监测，针对某一种或几种病虫害有针对性的监测，效率很高，并且可以长时间监测。这方案也可以用来监测动物的活动区域，比如：设置在山林中，监测鸟类。另外，该方案也可以不需要上报声纹信息，因此数据发送量会很小。

本发明实施例提供了一种监测设备，所述监测设备应用于包含监测设备的物联网系统，如图3所示，所述监测设备包括：

路由获取模块301，用于获取路由配置信息，所述路由配置信息包含以所述监测设备为基准上行和下行的相邻监测设备；

声纹采集模块块302，用于采集声纹信息；

声纹识别模块303，用于对所述声纹信息进行识别处理；

发送模块304，用于在确定所述声纹信息中包含生物特征声纹的情况下，依据所述路由配置信息向上行方向的所述相邻监测设备发送生物报告信息。

在一种可选的实现方式中，如图4所示，所述路由获取模块301包括：

路由接收模块401，用于接收来自上行方向上的所述相邻监测设备的所述物联网系统的路由表；

路由读取模块402，用于读取所述路由表获得下行发方向上的所述相邻监测设备，以及上行发方向上的所述相邻监测设备；

所述发送模块304，还用于将所述路由表发往所述下行发方向上的所述相邻监测设备。

在一种可选的实现方式中，如图5所示，所述监测设备还包括：

信息接收模块501，用于接收来自所述下行发方向上的所述相邻监测设备发送的生物报告信息；

所述发送模块304，还用于将接收到的所述生物报告信息转发给上行方向的所述相邻监测设备。

在一种可选的实现方式中，如图6所示，所述生物特征声纹为病虫害特征声纹，所述生物报告信息为病虫害预警信息；所述监测设备还包括：

数据获取模块601，用于在所述监测设备采集声纹信息之前，接收来自上行方向上的所述相邻监测设备发送的配置信息，从所述配置信息中提取采集所述声纹信息的时间段以及所述病虫害特征声纹；

所述发送模块304，还用于将所述配置信息转发给下行方向上的所述相邻监测设备；

所述声纹采集模块块302，用于在所述配置信息中配置的时间段内采集声纹信息；

所述发送模块304，用于在确定所述声纹信息中包含病虫害特征声纹的情况下，向上行方向的所述相邻监测设备发送生物报告信息。

在一种可选的实现方式中，如图7所示，所述监测设备还包括：

电量获取模块701，用于获取所述监测设备内电池的剩余电量；

调整模块702，用于依据所述剩余电量调整采集所述声纹信息的频率，所述剩余电量越低，采集所述声纹信息的频率越低；

所述发送模块304，还用于在确定所述剩余电量低于预警值的情况下，向上行方向上的所述相邻监测设备发送电量不足进入休眠状态的指示；

所述声纹采集模块块302，用于在所述发送模块304上报电量不足进入休眠状态的指示后，所述监测设备进入休眠状态，直到确定所述剩余电量高于工作许可电量值后，执行所述在所述配置信息中配置的时间段内采集声纹信息；所述预警值小于或等于所述工作许可电量值。

在一种可选的实现方式中，所述监测设备的电池连接太阳能发电设备或者风能发电设备，所述太阳能发电设备或者风能发电设备在发电阶段为所述电池充电。

在一种可选的实现方式中，所述数据获取模块601，用于接收来自上行方向上的所述相邻监测设备发送的配置信息包括：

在预定的时刻建立与所述上行方向上的所述相邻监测设备之间的无线连接，然后接收所述上行方向上的所述相邻监测设备发送的配置信息；

所述发送模块304，用于向所述上行方向上的所述相邻监测设备发送所述声纹信息以及病虫害预警信息包括：

在所述时间段结束后，向所述上行方向上的所述相邻监测设备发送所述声纹信息以及病虫害预警信息。

在一种可选的实现方式中，所述发送模块304，用于向上行方向的所述相邻监测设备发送生物报告信息包括：

截取所述声纹信息中包含病虫害特征声纹的声纹片段，向所述上行方向上的所述相邻监测设备发送所述声纹片段、所述声纹片段所对应的时间信息以及所述声纹片段中包含病虫害特征声纹的指示信息。

在一种可选的实现方式中，本发明实施例的监测设备如果安装在工作人员难以到达的位置，可以考虑增加发电设备从而极大的降低维护需求，具体如下：所述监测设备的电池连接太阳能发电设备或者风能发电设备，所述太阳能发电设备或者风能发电设备在发电阶段为所述电池充电。

本发明实施例还提供了另一种监测设备，应用于包含监测设备的物联网系统，如图8所示，包括：处理器801、输入输出设备802、声音采集设备803，存储器804；还可以包含电池805；另外还可以连接到风能或者太阳能的发电设备808，其中声音采集设备803用于采集声纹信息，所述处理器801用于控制执行：获取路由配置信息，所述路由配置信息包含以所述监测设备为基准上行和下行的相邻监测设备；对所述声纹信息进行识别处理；在确定所述声纹信息中包含生物特征声纹的情况下，依据所述路由配置信息向上行方向的所述相邻监测设备发送生物报告信息。

可选地，所述处理器801用于控制执行：获取路由配置信息包括：

接收来自上行方向上的所述相邻监测设备的所述物联网系统的路由表；

所述方法还包括：读取所述路由表获得下行发方向上的所述相邻监测设备，并将所述路由表发往所述下行发方向上的所述相邻监测设备。

进一步地，所述处理器801还用于控制执行：接收来自所述下行发方向上的所述相邻监测设备发送的生物报告信息，将接收到的所述生物报告信息转发给上行方向的所述相邻监测设备。

进一步地，所述生物特征声纹为病虫害特征声纹，所述生物报告信息为病虫害预警信息；所述处理器801还用于控制执行：在所述监测设备采集声纹信息之前，接收来自上行方向上的所述相邻监测设备发送的配置信息，从所述配置信息中提取采集所述声纹信息的时间段以及所述病虫害特征声纹；将所述配置信息转发给下行方向上的所述相邻监测设备；

所述监测设备采集声纹信息包括：在所述配置信息中配置的时间段内采集声纹信息；

所述在确定所述声纹信息中包含生物特征声纹的情况下，依据所述路由配置信息向上行方向的所述相邻监测设备发送生物报告信息包括：

在确定所述声纹信息中包含病虫害特征声纹的情况下，向上行方向的所述相邻监测设备发送生物报告信息。

进一步地，所述处理器801还用于控制执行：获取所述监测设备内电池的剩余电量，依据所述剩余电量调整采集所述声纹信息的频率，所述剩余电量越低，采集所述声纹信息的频率越低；

在确定所述剩余电量低于预警值的情况下，向上行方向上的所述相邻监测设备发送电量不足进入休眠状态的指示，然后进入休眠状态，直到确定所述剩余电量高于工作许可电量值后，执行所述在所述配置信息中配置的时间段内采集声纹信息；所述预警值小于或等于所述工作许可电量值。

值得注意的是，上述监测设备实施例中，所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述各方法实施例中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，相应的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上仅为本发明较佳的具体实施方式，但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实施例揭露的技术范围内，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的保护范围为准。