基于无线传感器网络的农田信息自动检测及供电优化方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及环境监测方法，尤其设计一种基于无线传感器网络的农田信息自动检测及供电优化方法，属于检测领域。
【背景技术】
[0002]精准农业已成为我国农业发展的趋势，农田信息的及时准确获取是精准农业实施的基础。传统农业主要使用孤立的、没有通信能力的机械设备和传感设备，主要依靠人力监测作物的生长状况。不但要耗费大量的人力，而且不能够做到实时监控，如果采用有线测控系统，则需要铺设光纤或者电缆，这样不但增加了成本，而且降低了系统的灵活性和可扩展性。随着传感器技术、无线通信技术及嵌入式技术的发展，孕育出了一种新的信息获取、传输、处理的智能网络一无线传感器网络。无线传感器网络可以实时监测、感知和采集监控区域的信息，并将采集到的数据经处理后发送给终端用户。目前，国内外科研人员已有将无线传感器网络应用于农业领域。
[0003]网络技术逐步成熟的背景下，传统的农田检测存在设备管理不完善、不易维护等问题，并且已有系统多是处理单个命令的直接控制，对于负责批命令控制的研究还有待深入。无线传感网是物联网技术的重要基础，解决了互联的问题，由具有感知、处理和无线通信能力的大量传感器节点形成一个多跳的自组织网络系统，完成既定的任务。目前农田信息监测系统大多利用以太网络进行数据的有线传输，存在着成本高、综合布线复杂、通信电缆选择等实际工程问题，限制了农田信息检测系统的发展前景。
[0004]例如申请号为“201110431588.2”的一种农田土壤氮素在线检测系统及方法，涉及农业传感技术和仪器仪表技术领域。该系统包括:激光器，发射预设波长的激光；至少一套传感探头，用于将所述激光器发出的光照射到待测土壤表层，并收集待测土壤表面被激发至等离子态的光学信号；传导光纤，连接于所述激光器与传感探头之间，以及所述传感探头与信号处理模块之间，将所述激光器发出的光传导至所述传感探头，以及将所述传感探头收集的光学信号传送至信号处理模块；信号处理模块，用于根据所述传感探头收集的光学信号，计算所述待测土壤的氮素浓度。该发明的系统及方法省时、省力、实时性好且实用性强。该发明隧道环境监测系统存在着成本高、综合布线复杂、通信电缆选择等实际工程问题，限制了随到环境监测系统的发展前景。
[0005]又如申请号为“ 201210058950.0 ”的一种农田微弱导航信息的图像检测方法及系统，涉及机器视觉导航技术领域，所述方法包括以下步骤:S1:采集当前农田的待检测图像；S2:判断所述待检测图像是否为第一帧图像，若是，则进行第一帧图像的导航直线检测，返回步骤SI，否则进行非第一帧图像的导航直线检测；S3:根据所述非第一帧图像的导航直线检测的结果进行田端检测，判断是否到达田端，若是，则结束检测，否则，返回步骤SI。本发明通过针对具有微弱导航信息的农田作业环境，利用小波变换与线形分析、前后帧相互关联及分段Hough变换等方法，在农田区域分界不明显的情况下，实现了导航路径的图像识别，并且检测结果准确、稳定和快速。该发明虽然实现了随到环境的无线监测与传输，但是功耗高，成本较高，检测数据存在误差，且缺少相应的节点控制，使大多数节点处于无用功状态，在节能优化上面仍存在很大的进步空间。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是针对【背景技术】的不足提供了一种基于无线传感器网络的农田信息自动检测及供电优化方法的低成本、低功耗、高可靠性的隧道环境监测方法。
[0007]本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案:
基于无线传感器网络的农田信息自动检测及供电优化方法，包含具体步骤如下:
步骤1，预设传感器节点采集农田信息参数阈值，传感器节点供电电压参数正常阈值；步骤2，监控中心通过多个无线传感器节点分别实时进行农田信息、节点电量检测，进行农田信息检测时进入步骤3，进行节点电量检测时进入步骤4 ；
步骤3、汇聚节点将传感器节点传输的农田信息参数进行接收、分析比较，对于采集数据参数在正常范围内的节点，通过数据传输单元控制相对应节点减少测量频率，对于采集的数据参数超过正常范围，则通过数据传输单元控制相对应节点增大测量频率；
步骤4，将采集的传感器节点供电电池输出电压参数与正常阈值进行对比，若供电电池输出电压低于正常阈值，则启动太阳能充电装置对电池进行充电，否则关闭太阳能充电装置。
[0008]作为本发明基于无线传感器网络的农田信息自动检测及供电优化方法进一步优选方案，在步骤I中，所述农田信息参数为土壤温度和湿度。
[0009]作为本发明基于无线传感器网络的农田信息自动检测及供电优化方法进一步优选方案，在步骤I中，所述传感器节点供电电压参数正常阈值为2.75V。
[0010]作为本发明基于无线传感器网络的农田信息自动检测及供电优化方法进一步优选方案，采用温湿度传感器采集农田土壤温度和湿度。
[0011]作为本发明基于无线传感器网络的农田信息自动检测及供电优化方法进一步优选方案，所述温湿度传感器型号为SHT10。
[0012]本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果:
1、低功耗、低成本、高可靠性，利于构建农田信息监测系统，能大大降低整个系统的成本，提高系统的灵活性和智能化；
2、传感器节点通过无线通信方式形成多跳、自组织的无线传感器网络，该自组网能力强，可实时同步对隧道环境的监测参数；
3、能够实时的检农田中的温度、湿度等环境因子成分含量和积累，能够实时对农作物种植环境进行实时检测；
4、节电供电采用太阳能供电，并且能够实时分析电池电压状态，达到智能化的对电池进行充电，有效地延长了节点的使用寿命。
【附图说明】
[0013]图1是本发明的方法流程图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明:
如图1所示，基于无线传感器网络的农田信息自动检测及供电优化方法，包含具体步骤如下:
步骤1，预设传感器节点采集农田信息参数阈值，传感器节点供电电压参数正常阈值；步骤2，监控中心通过多个无线传感器节点分别实时进行农田信息、节点电量检测，进行农田