[發明專利]基于無線傳感器網絡的典型農作物危害動物協同數字化聲防方法

無效

• 申請號: 200910237619.3
• 申請日: 2009-11-13
• 公開（公告）號: CN101715244A
• 公開（公告）日: 2010-05-26
• 發明（設計）人: 趙偉;徐保國;黃松嶺;郭建全;楊靖;藺通;黃翀鵬;崔愛芳;董甲瑞;張林;張新榮
• 申請（專利權）人: 清華大學;江南大學
• 主分類號: H04W84/18
• 分類號: H04W84/18;A01M29/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.基于無線傳感器網絡的典型農作物危害動物協同數字化聲防方法，其特征在于，所述 方法是在一種基于無線傳感器網絡的農作物典型危害動物協同數字化聲防系統中實現的，所 述聲防方法依次含有以下步驟：

步驟(1)，構成一個所述的一種基于無線傳感器網絡的農作物典型危害動物協同數字化 聲防系統；所述系統由熱釋電紅外無線傳感器網絡，執行器網絡和總控制器共同組成，其中：

熱釋電紅外無線傳感器網絡，由分布在農田中能互相無線通信的多個熱釋電紅外傳感器 節點組成，各熱釋電紅外傳感器節點均由集成的熱釋電紅外傳感器和第一無線通信模塊串接 而成，當某個熱釋電紅外傳感器節點探測到典型農作物危害動物后，立即由所述熱釋電紅外 傳感器通過所述第一無線通信模塊向所述執行器網絡中距離其最近的執行器節點發送探測到 存在典型危害動物的信號；

執行器網絡，由分布在農田中能互相通信的多個執行器節點組成，各執行器節點均由第 二無線通信模塊、聲音播放控制電路、音頻功率放大電路、揚聲器依次串接而成，所述執行 器節點由獨立的“太陽能-蓄電池”組合電源供電，當所述第二無線通信模塊收到距離最近的 熱釋電紅外傳感器節點發出的存在危害動物的信號時便發出危害動物天敵的語音，以驅趕其 離開；

總控制器，由帶有人機交互界面的計算機、環境信息傳感器及其信號調理電路、第三無 線通信模塊以及獨立的“太陽能-蓄電池”組合電源組成，計算機內存儲有對應于光照、溫度、 濕度共三個環境信息下的對應于農作物危害動物的天敵名稱的聲防方案，根據輸入的實測環 境信息選擇對應的聲防方案，再通過第三無線通信模塊向所述各熱釋電紅外傳感器節點和所 述執行器節點播放聲防方案，所述聲防方案包括探測模式和隨機模式兩種執行模式，而探測 模式和隨機模式之間的切換由所述計算機根據實測的光照信息決定；

步驟(2)，系統初始化

步驟(2.1)，總控制器向所有執行器節點和所有熱釋電紅外傳感器節點發布初始化開始 信標，所述初始化開始信標中包含跳數值變量，且由總控制器發出時跳數值變量初值設置為 0，所述初始化開始信標在所述執行器網絡中逐層轉發，得到所有執行器節點距離總控制器的 跳數值，以建立路由表，并得到熱釋電紅外傳感器節點的所屬執行器節點的ID號，以完成熱 釋電紅外傳感器節點的定位；

所有執行器節點在接收初始化開始信標的過程中，利用所述初始化開始信標得到其距離 總控制器跳數值的方法是：每個收到初始化開始信標的執行器節點，都將此信標中的跳數值 加1，保存為新跳數值，判斷此新跳數值是否小于自身跳數值，如果此跳數值小于已存的跳 數值，則將自身跳數值更新為此新跳數值；

熱釋電紅外傳感器節點監聽周圍執行器節點轉發的初始化開始信標的信號，得到所屬執 行器節點ID號的方法是：所有熱釋電紅外無線傳感器節點監聽周圍執行器節點轉發的初始化 信標的信號強弱，并將信號最強的執行器節點作為其所屬執行器節點；

步驟(2.2)，總控制器向所有執行器節點和所有熱釋電紅外傳感器節點發布初始化結束 信標，所述所有執行器節點監聽到此初始化結束信標后，建立自身的路由表，所述所有熱釋 電紅外傳感器節點監聽到此初始化結束信標后，向所屬執行器節點發出加入為成員節點的請 求信號；

所述所有執行器節點監聽到此初始化結束信標后，建立自身的路由表的方法是：所有執 行器節點在收到初始化結束信標后，從其上級節點中選擇一個執行器節點作為父節點，請求 加入為子節點，并將向自身發送的請求加入為子節點的執行器節點作為子節點；

步驟(2.3)，經過一段時間延時，總控制器向網絡中發布網絡狀態匯報信標，此信標按 照已建立的路由表路徑在執行器節點之間傳播，收到此信標的執行器節點將其路由表和所屬 熱釋電紅外無線傳感器節點個數傳輸給總控制器；

步驟(3)，依次按以下步驟執行農作物危害動物聲防方法：

步驟(3.1)，在總控制器的計算機內設置環境光照度閾值，取10萬lux光照度作為閾 值；

步驟(3.2)，所述計算機周期性地采集環境光照度值，并與所設定的環境光照度閾值比 較，若：實測光照度值小于所述閾值執行步驟(3.3)，若實測光照度值大于所述閾值執行步 驟(3.4)；

步驟(3.3)，依次按以下步驟執行探測模式：

步驟(3.3.1)，各熱釋電紅外傳感器節點進入等待狀態，

步驟(3.3.2)，探測到危害動物存在的熱釋電紅外傳感器節點通知所屬的執行器節 點按照聲防方案設定的危害動物天敵的語音發聲，

步驟(3.3.3)，探測到危害動物存在的熱釋電紅外傳感器節點在探測不到危害動物 后，返回等待狀態，

步驟(3.3.4)，步驟(3.3.2)中所述執行器節點在執行完聲防方案后，沿著已建立 的所述路由表的路徑向總控制器匯報所執行的聲防方案和此聲防方案的執行時間，

步驟(3.4)，依次按以下步驟執行隨機模式：

步驟(3.4.1)，各熱釋電紅外傳感器節點進入休眠狀態，

步驟(3.4.2)，所有執行器節點按照總控制器設定的時間間隔和聲防方案周期性地 發聲。