[發明專利]一種適用于農業的環境信號最優稀疏采樣方法

在審

• 申請號: 202010699301.3
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN111912458A
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 項峻求;湯文亮;桂玉杰;鄧學歡;黃梓峰
• 申請（專利權）人: 華東交通大學
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G01D1/02;G01D7/04;G01D7/12
• 代理公司: 南昌賢達專利代理事務所(普通合伙) 36136
• 代理人: 金一嫻

1.一種適用于農業的環境信號最優稀疏采樣方法，其特征在于，具體包括如下步驟：

S1：先在田間架設多根支撐柱，其中相鄰兩根支撐柱之間的間距為30m，并將不同種類的傳感器a1、a2、a3以及a4由上而下依次固定在多根支撐柱上，同時還應在傳感器a1、a2、a3以及a4的同側安裝不同的指示燈以及語音播報器予以單獨報警；

S2：通過轉換器來獲取傳感器a1、a2、a3以及a4發出的多組初始信號1以及同步信號，并利用獲取后的多組同步信號來對多組初始信號1進行處理后得到多組初始信號2；

S3：通過微控制器對多組初始信號2進行采集并處理，并得出多組測量信號的當前值p，再利用多組測量信號的當前值p÷測量信號采集個數來獲得初始狀態下單組測量信號的平均值x；

S4：對同一時間點上不同支撐柱上傳感器的測量值進行記錄，即：第一根支撐柱上傳感器a1、a2、a3以及a4的測量值標記為z1、第二根支撐柱上傳感器a1、a2、a3以及a4的測量值標記為z2、第三根支撐柱上傳感器a1、a2、a3以及a4的測量值標記為z3、第n根支撐柱上傳感器a1、a2、a3以及a4的測量值標記為zn，并采用如下公式來測量出單根支撐柱上的平均測量值y，即：{z1+z2+z3+zn}÷n＝y，并將S3中獲得的初始狀態下單組測量信號的平均值x與單根支撐柱上的平均測量值y進行比對，即可得出該環境信號的實際變化值；

S5：在微控制器上輸入傳感器a1、a2、a3以及a4的獨立環境信號標準值，并將獨立環境信號標準值與S4中得出的單組測量信號的平均值x進行差異對比，其中差異值＞1時，則表示當前農業環境數據異常，當差異值≤1時，則表示當前的農業環境數據處于正常狀態。

2.根據權利要求1所述的一種適用于農業的環境信號最優稀疏采樣方法，其特征在于，所述S1中傳感器a1為風向傳感器，傳感器a2為光照傳感器，a3為溫度傳感器，a4為濕度傳感器。

3.根據權利要求1所述的一種適用于農業的環境信號最優稀疏采樣方法，其特征在于，所述S1中傳感器a1對應的指示燈為紅色，傳感器a2對應的指示燈為黃色，傳感器a3對應的指示燈為藍色，傳感器a4對應的指示燈為紫色。

4.根據權利要求1所述的一種適用于農業的環境信號最優稀疏采樣方法，其特征在于，所述S5中在對比后，若傳感器a1、a2、a3以及a4的差異值均＞1時，則紅色指示燈、黃色指示燈、藍色指示燈以及紫色指示燈全亮，若傳感器a1、a2、a3以及a4的差異值均≤1時，則紅色指示燈、黃色指示燈、藍色指示燈以及紫色指示燈皆不亮。

5.根據權利要求1所述的一種適用于農業的環境信號最優稀疏采樣方法，其特征在于，所述S2中利用獲取后的多組同步信號來對多組初始信號1進行處理后得到多組初始信號2，還包括如下步驟：

步驟1：根據所述同步信號來獲取若干處理后的第二信號，并通過上位機向微處理器發送若干定標后的第二信號；

步驟2：對所述定標后的第二信號以及若干處理后的第二信號進行整體打包處理，并對打包處理后的信號進行加密。

6.根據權利要求5所述的一種適用于農業的環境信號最優稀疏采樣方法，其特征在于，所述上位機在接收到若干處理后的第二信號時，還應確定由第二信號得出的定標系數。

7.根據權利要求1所述的一種適用于農業的環境信號最優稀疏采樣方法，其特征在于，所述S2中的多組初始信號1以及同步信號均為模擬信號，處理后得到的多組初始信號2為數字信號。

8.根據權利要求1所述的一種適用于農業的環境信號最優稀疏采樣方法，其特征在于，所述傳感器a1、a2、a3以及a4的輸出端均與上位機的輸入端電性連接，所述上位機的輸出端和微控制器的輸入端電性連接。