[發明專利]一種基于無線定位技術的園圃微灌方法及系統

有效

• 申請號: 201610166155.1
• 申請日: 2016-03-22
• 公開（公告）號: CN105766566B
• 公開（公告）日: 2019-12-10
• 發明（設計）人: 劉新波;王偉然;張旗;魏海峰;張懿
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;A01G25/16
• 代理公司: 32204 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)
• 代理人: 陳靜

1.一種基于無線定位技術的園圃微灌方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)現場設備讀取無線傳感器裝置的傳感數據并發送至處理器；處理器將植株作為盲節點進行定位，包括：

(1.1)將微灌噴頭作為AP節點進行定位和編號，在定位的過程中采集園圃無線信號的功率值，繪制無線信道特征圖譜；

(1.2)實地測量微灌噴頭的實際位置并對無線信道特征圖譜進行修正，得到各個AP節點的坐標位置(x_i，y_i)，其中下標i表示AP節點的編號；

(1.3)所有AP節點依次向盲節點發射射頻信號，在盲節點測量功率計算距離，設置功率閾值，并將低于閾值的AP節點舍去，選取10個高于閾值ε₁的AP節點，如果節點不滿10個，降低閾值再次選取，如果節點多于10個，則提高閾值再次選取，直至只有10個高于閾值的AP節點；

(1.4)對所選擇的AP節點進行排序和分組，根據三角測量對盲節點進行定位，結合AP節點的坐標位置，計算盲節點的坐標位置(x_k，y_k)，其中下標k表示盲節點的定位的次數，即第k次盲節點定位；

(1.5)繪制盲節點范圍圖，盲節點坐標范圍為盲節點坐標位置+誤差閾值ε₂，順次連接坐標范圍邊界得到盲節點范圍圖；

(1.6)對比盲節點的坐標位置(x_k，y_k)的無線信道特征與無線信道特征圖譜，選擇誤差最小的3個盲節點的坐標位置(x_n，y_n)；

(1.7)對步驟(1.6)中選擇的3個盲節點進行加權平均與坐標定位，定位得到的坐標位置(x_m，y_m)即為最終測定的植株的位置；

(2)處理器依據傳感數據和植株定位信息計算噴水方案，包括：

(2.1)由無線定位程序定位待澆灌植株的具體位置，即植株的(x_m，y_m)坐標；

(2.2)讀取土壤滲透率圖譜，選取最接近植株的3個微灌噴頭；

(2.3)結合土壤滲透率圖譜分別計算單獨選取1個微灌噴頭進行灌溉、選取任意2個微灌噴頭組合進行灌溉或3個微灌噴頭共同灌溉的總用水量，選擇總用水量最小的方案；所述用水量V＝∑ρ(r)·s_ik·t；

其中，ρ(r)為微灌噴頭與植株間的土壤滲透率，r為微灌噴頭與植株之間的距離，s_ik為第i只微灌噴頭第k個噴嘴的灌溉流速，t為灌溉時間；

總用水量最小的方案為V_best＝min∑ρ(r)·s_ik·t；

(2.4)根據總用水量最小方案中微灌噴頭與植株的位置選擇噴頭，得到修正方案一，與原方案進行對比，若差異在閾值之內則執行修正方案一；否則依據最接近植株的3個微灌噴頭，結合土壤滲透率圖譜、植株位置、微灌噴頭噴出口位置，再次修正方案，得到修正方案二；(3)處理器按照噴水方案控制微灌噴頭噴水。

2.根據權利要求1所述的一種基于無線定位技術的園圃微灌方法，其特征在于，還包括如下步驟：

(4)處理器通過無線通信裝置將傳感數據和植株定位信息發送至監控終端，監控終端進行實時監控并通過無線通信裝置向處理器傳輸控制指令。