[發明專利]農田重金屬濃度超標預警系統

在審

• 申請號: 201810823640.0
• 申請日: 2018-07-25
• 公開（公告）號: CN109061104A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 邱炎新
• 申請（專利權）人: 深圳明創自控技術有限公司
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G08C17/02;H04W84/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.農田重金屬濃度超標預警系統，其特征是，包括感知模塊和超標預警模塊，感知模塊用于采集待監測農田區域的重金屬濃度數據；超標預警模塊用于對重金屬濃度數據進行分析，在重金屬濃度數據超出設定閾值時向預設的用戶終端發出預警信號；所述感知模塊包括匯聚節點和監測節點；匯聚節點和監測節點通過自組織方式構建分簇型結構的無線傳感器網絡，其中網絡拓撲構建時從監測節點選出簇頭并進行分簇；簇頭被配置為收集簇內監測節點采集的重金屬濃度數據并發送至匯聚節點；匯聚節點被配置為將各簇頭發送的重金屬濃度數據匯總發送至超標預警模塊。

2.根據權利要求1所述的農田重金屬濃度超標預警系統，其特征是，所述監測節點包括用于監測待監測農田區域的重金屬濃度的傳感器和用于將傳感器信號轉換為對應的重金屬濃度數據的信號適配器，所述信號適配器與傳感器連接；還包括用于控制采集頻率的控制器，所述控制器與傳感器連接。

3.根據權利要求1或2所述的農田重金屬濃度超標預警系統，其特征是，所述超標預警模塊包括比較分析單元和預警單元，所述比較分析單元用于將重金屬濃度數據與設定閾值進行比較，并輸出比較結果；所述預警單元在所述比較結果為重金屬濃度數據超出設定閾值時發出預警信號。

4.根據權利要求1所述的農田重金屬濃度超標預警系統，其特征是，還包括與所述感知模塊連接的可視化模塊，所述可視化模塊被配置為根據接收的重金屬濃度數據生成并顯示區域重金屬污染圖。

5.根據權利要求1所述的農田重金屬濃度超標預警系統，其特征是，簇內各監測節點若與簇頭距離不超過設定的通信距離閾值D_σ，則直接與簇頭通信；若與簇頭距離超過設定的通信距離閾值D_σ，監測節點在同簇內的鄰居節點中選擇一個鄰居節點作為下一跳，具體包括：

(1)監測節點將滿足下列條件的同簇內的鄰居節點作為備選節點，歸入備選節點集合：

Q_ij＞Q_min且D_i，o＞D_ij，o

式中，Q_ij為監測節點i同簇內的第j個鄰居節點的當前剩余能量，Q_min為預設的能量下限，D_i，o為監測節點i到對應簇頭的距離，D_ij，o為所述第j個鄰居節點該對應簇頭的距離；

(2)監測節點根據下列公式計算其與各備選節點的通信連接概率，并在備選節點集合中選擇通信連接概率最大的備選節點作為下一跳：

式中，Y_ia為監測節點i與其備選節點集合中第a個備選節點的通信連接概率，H_i為監測節點i的節點度數，H_ia為所述第a個備選節點的節點度數，H_ib為監測節點i的備選節點集合中第b個備選節點的節點度數，Q_ia為所述第a個備選節點的當前剩余能量，Q_min為所述預設的能量下限，Q_ia0為所述第a個備選節點的初始能量，e為自然對數的底。

6.根據權利要求1所述的農田重金屬濃度超標預警系統，其特征是，簇頭與匯聚節點之間的距離未超過預設的距離下限時，簇頭直接與匯聚節點通信；簇頭與匯聚節點之間的距離超過預設的距離下限時，簇頭通過多跳路由的方式將重金屬濃度數據發送至匯聚節點。