[發(fā)明專(zhuān)利]基于大數(shù)據(jù)病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710101066.3
• 申請(qǐng)日: 2017-02-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106899670A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 不公告發(fā)明人
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海耐相智能科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H04L29/08
• 分類(lèi)號(hào): H04L29/08;G01N21/84
• 代理公司: 北京高航知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11530
• 代理人: 趙永強(qiáng)

1.基于大數(shù)據(jù)病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，其特征是，包括病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、用戶終端、云服務(wù)器和大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，所述病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)與云服務(wù)器連接，所述云服務(wù)器和用戶終端皆與大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)連接；所述病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)用于采集病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并將病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送至云服務(wù)器，云服務(wù)器將病蟲(chóng)害數(shù)據(jù)發(fā)送至大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，再將分析結(jié)果反饋至用戶終端。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于大數(shù)據(jù)病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，其特征是，所述病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)包括傳感器監(jiān)測(cè)模塊、病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集模塊和病蟲(chóng)害數(shù)據(jù)傳送模塊。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于大數(shù)據(jù)病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，其特征是，所述傳感器監(jiān)測(cè)模塊包括溫度傳感器、濕度傳感器、光敏傳感器、風(fēng)速傳感器和GPQ定位器。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于大數(shù)據(jù)病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，其特征是，所述病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集模塊用于通過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的傳感器節(jié)點(diǎn)采集病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，所述病蟲(chóng)害數(shù)據(jù)傳送模塊用于將傳感器節(jié)點(diǎn)的病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳送至無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的匯聚節(jié)點(diǎn)，再由匯聚節(jié)點(diǎn)將病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳送到云服務(wù)器。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于大數(shù)據(jù)病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，其特征是，所述病蟲(chóng)害數(shù)據(jù)傳送模塊將傳感器節(jié)點(diǎn)的病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳送至無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的匯聚節(jié)點(diǎn)時(shí)，采用改進(jìn)的LEACH分層路由協(xié)議，該改進(jìn)的LEACH分層路由協(xié)議具體包括：

利用K-means聚類(lèi)算法將無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的傳感器節(jié)點(diǎn)分成多個(gè)簇，每個(gè)簇包括多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)，在每個(gè)簇中選擇一個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)作為簇首節(jié)點(diǎn)，剩余的傳感器節(jié)點(diǎn)作為簇成員節(jié)點(diǎn)，所述簇首節(jié)點(diǎn)用于將簇成員節(jié)點(diǎn)采集的病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理并發(fā)送至匯聚節(jié)點(diǎn)；所述病蟲(chóng)害數(shù)據(jù)傳送模塊30在每個(gè)簇中選擇一個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)作為簇首節(jié)點(diǎn)時(shí)，具體執(zhí)行：

將網(wǎng)絡(luò)初始化后傳感器節(jié)點(diǎn)x被分配到的隨機(jī)數(shù)N與閾值Ω(x)比較，若N<Ω(x)，則將該傳感器節(jié)點(diǎn)x作為簇首節(jié)點(diǎn)，否則作為簇成員節(jié)點(diǎn)；

其中，改進(jìn)的LEACH分層路由協(xié)議中的Ω(x)的計(jì)算公式為：

$\mathrm{\&Omega;}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{cc}\mathrm{\&kappa;}\frac{\mathrm{\&Psi;}-{\mathrm{\&Psi;}}_x}{\mathrm{\&Psi;}}+\frac{D}{1-D\&times;\left(R\mathrm{mod}\right(1/D\left)\right)}\left|\frac{{{\mathrm{\&xi;}}_0}^2-{{\mathrm{\&xi;}}_x}^2}{2{{\mathrm{\&xi;}}_0}^2}\right|,& x\&Element;\mathrm{\&Psi;}\\ 0,& x\&NotElement;\mathrm{\&Psi;}\end{array}\right.$

式中，D指所有傳感器節(jié)點(diǎn)中允許充當(dāng)簇首節(jié)點(diǎn)的百分率，1/P表示輪數(shù)間隔值，R指當(dāng)前的循環(huán)輪數(shù)，Ψ指最近1/P輪中沒(méi)有被選為簇首節(jié)點(diǎn)的傳感器節(jié)點(diǎn)集合；Ψ_x為傳感器節(jié)點(diǎn)x到對(duì)應(yīng)匯聚節(jié)點(diǎn)的距離，Ψ為簇中所有傳感器節(jié)點(diǎn)到對(duì)應(yīng)匯聚節(jié)點(diǎn)的距離之和，κ為設(shè)定的距離權(quán)重因子；為能量權(quán)重因子，其中ξ_x為傳感器節(jié)點(diǎn)x的當(dāng)前能量，ξ₀為傳感器節(jié)點(diǎn)x的初始能量。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于大數(shù)據(jù)病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，其特征是，匯聚節(jié)點(diǎn)在接收簇首節(jié)點(diǎn)傳送的病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)，遵循下述自定義數(shù)據(jù)接收協(xié)議：

(1)計(jì)算設(shè)定時(shí)間段內(nèi)需要向匯聚節(jié)點(diǎn)傳送病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的各簇首節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)重要程度，設(shè)表示在該時(shí)間段內(nèi)需要向匯聚節(jié)點(diǎn)傳送病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的簇首節(jié)點(diǎn)j的數(shù)據(jù)重要程度，定義該數(shù)據(jù)重要程度的計(jì)算公式為：

式中，N_j表示在該時(shí)間段內(nèi)需要向匯聚節(jié)點(diǎn)傳送病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的簇首節(jié)點(diǎn)的數(shù)目，表示預(yù)先設(shè)定的簇首節(jié)點(diǎn)j所在的簇中傳感器節(jié)點(diǎn)i的數(shù)據(jù)重要程度權(quán)值，n_j表示簇首節(jié)點(diǎn)j所在的簇中傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)目；

(2)設(shè)定數(shù)據(jù)重要程度的閾值，當(dāng)簇首節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)重要程度低于該閾值時(shí)，匯聚節(jié)點(diǎn)不接收該簇首節(jié)點(diǎn)傳送的病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)重要程度大于該閾值的簇首節(jié)點(diǎn)按照數(shù)據(jù)重要程度從大到小的順序進(jìn)行排序；

(3)匯聚節(jié)點(diǎn)按照排序結(jié)果順序接收簇首節(jié)點(diǎn)的病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。