[發明專利]一種實時智能的土壤污染監測系統

有效

• 申請號: 201811419423.1
• 申請日: 2018-11-26
• 公開（公告）號: CN109389516B
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 湖南凱迪工程科技有限公司
• 主分類號: G06Q50/02
• 分類號: G06Q50/02;G01N33/24;G05B19/418;H04L29/08
• 代理公司: 11638 北京權智天下知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 王新愛

1.一種實時智能的土壤污染監測系統，其特征是，包括：

數據采集模塊，被配置為獲取農田土壤重金屬濃度數據，所述數據采集模塊包括匯聚節點和多個采集農田土壤重金屬濃度數據的傳感器節點，初始時傳感器節點將自己的發送距離調至最大，若傳感器節點到匯聚節點的距離未超過傳感器節點的當前發送距離，傳感器節點直接將采集的農田土壤重金屬濃度數據發送至匯聚節點，否則，傳感器節點將采集的農田土壤重金屬濃度數據發送至下一跳節點，以通過多跳轉發的形式將農田土壤重金屬濃度數據發送至匯聚節點，匯聚節點將接收的農田土壤重金屬濃度數據發送至數據預處理模塊；

數據預處理模塊，被配置為對獲取的農田土壤重金屬濃度數據進行預處理，并發送至數據管理模塊處進行存儲；

數據管理模塊，被配置為對存儲的數據進行管理；

數據比較模塊，被配置為將農田土壤重金屬濃度數據與設定的濃度閾值進行比較并輸出比較結果；

預警模塊，被配置為接收所述比較結果，并在農田土壤重金屬濃度數據大于設定的濃度閾值時向設定的用戶終端輸出報警信息；

設鄰居節點為位于傳感器節點通信范圍內的其他傳感器節點，網絡初始時，傳感器節點通過信息交互獲取鄰居節點信息并構建鄰居節點集；傳感器節點從其鄰居節點集中選擇一個鄰居節點作為下一跳節點，包括：

(1)傳感器節點從其鄰居節點集中選擇相對于其距離匯聚節點更近的一跳鄰居節點作為備選節點，構建備選節點集；

(2)傳感器節點向各備選節點發送請求信息，每個備選節點接收到所述請求信息后計算自身的轉發能力值并反饋至傳感器節點，所述請求信息包括各備選節點的總帶寬和初始緩存空間、傳感器節點i的鄰居節點的數量和對應的節點標識；

(3)傳感器節點從當前的備選節點集中選擇轉發能力值最大的備選節點作為下一跳節點；

其中，所述轉發能力值的計算公式為：

式中，H_ij為傳感器節點i的備選節點j的轉發能力值，Z_j為所述備選節點j的總帶寬，Q_j為所述備選節點j的初始緩存空間，n_i為傳感器節點i的備選節點集中的備選節點數量，Z_s為傳感器節點i的備選節點集中第s個備選節點的總帶寬，Q_s為傳感器節點i的備選節點集中第s個備選節點的初始緩存空間；u_i為傳感器節點i的鄰居節點數量，u_j為所述備選節點j的鄰居節點數量，u_i∩u_j為傳感器節點i與備選節點j所擁有的共同鄰居節點的數量，w₁、w₂為預設的影響因子，滿足w₁+w₂＝1；b₁、b₂為預設的權重系數，滿足b₁+b₂＝1。

2.根據權利要求1所述的一種實時智能的土壤污染監測系統，其特征是，所述數據管理模塊包括：

元數據管理子模塊，被配置為元數據的添加、刪除和更新；

數據融合子模塊，被配置為對相關數據進行融合處理；

數據查詢子模塊，被配置為根據用戶自定義的查詢條件實時查詢相關數據；

所述相關數據包括所述農田土壤重金屬濃度數據、所述元數據。

3.根據權利要求1所述的一種實時智能的土壤污染監測系統，其特征是，數據預處理模塊包括異常數據處理單元，異常數據處理單元被配置為對獲取的農田土壤重金屬濃度數據進行異常檢測，并將檢測出的異常數據進行修正處理。

4.根據權利要求3所述的一種實時智能的土壤污染監測系統，其特征是，數據預處理模塊還包括缺失數據處理單元，缺失數據處理單元被配置為對農田土壤重金屬濃度數據進行缺失檢測，并對檢測出的缺失序列進行數據填補。

5.根據權利要求1所述的一種實時智能的土壤污染監測系統，其特征是，傳感器節點每隔一個時間段Δt重新從當前的備選節點集中選擇轉發能力值最大的備選節點作為下一跳節點；下一跳節點每隔一個時間段Δt/2判斷自身是否符合中繼條件，若不符合，下一跳節點向對應的上一跳傳感器節點發送反饋信息，收到反饋信息的上一跳傳感器節點更新該下一跳節點的轉發能力值。