[發明專利]一種布點策略生成方法及裝置

有效

• 申請號: 202110902499.5
• 申請日: 2021-08-06
• 公開（公告）號: CN113691892B
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 董默;于海業;孫志朋;張蕾;隋媛媛;王洪健;田紹楠;李曉凱;張郡赫
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: H04Q9/00
• 分類號: H04Q9/00;H04L41/0803;H04W4/38
• 代理公司: 北京華夏泰和知識產權代理有限公司 11662
• 代理人: 杜欣

本申請提供的布點策略生成方法及裝置，方法包括：通過采用仿真工具對監測網關與監測節點之間的數據傳輸進行模擬，確定監測網關的有效傳輸距離，和生成平均丟包率、數據發送間隔以及監測節點數量之間的擬合關系圖，基于擬合關系圖確定與設定數據發送間隔對應且平均丟包率不大于預設丟包率的目標監測節點數量，根據有效傳輸距離和目標監測節點數量確定各監測節點的監測覆蓋面積，根據目標監測節點數量和各監測節點的監測覆蓋面積生成監測系統的布點策略。根據布點策略可以合理的布設監測節點，從更準確高效節能的方式完成監測。

技術領域

本申請涉及環境監測領域，尤其涉及一種布點策略生成方法及裝置。

背景技術

農業大田作物種植一般范圍較大，大片區域種植面積常常達到幾千畝以上，隨著信息化技術不斷的發展，農田環境監測也有了新的需求，合理的農業環境監測可以很好的指導農業生產。但由于農業環境復雜，監測的需求分布不均勻，且需監測面積巨大，因此無法采用有線的方式進行田間信息監測采集。無線傳感網絡(Wireless Sensor Network，WSN)是由許多部署在特定場合的傳感器節點組成，以自組織的方式通過單跳或多跳進行無線傳輸。無線傳感網絡無需布線、組網簡單，具有部署靈活、成本低的優勢，因而成為了目前農田環境監測物聯網技術的主要應用和研究對象。

利用農業物聯網技術完成對農田監測系統實際的應用時，通信理論的距離為空曠條件下需達到10km以上，但在硬件條件、監測成本、環境造成損耗等方面上需要考究的問題很多，往往不能達到該數值。在實際農田監測系統中，由于需監測面積巨大，需要用到的傳感器節點眾多，整個農田環境監測系統中，為了長期穩定的對環境參數進行監測，節點的壽命起到了至關重要的作用。如此一來需要監測節點節能管理的策略要做到極致優化，低功耗的設計成為監測系統中最大的技術難點，硬件設計需要升級，軟件上需要優化，任何一個環節的差錯都會導致功耗極大增加。因此目前利用農業物聯網技術監測農田環境數據時會存在以下主要問題：

(1)對于農業大田環境的物聯網監測而言，傳感器網絡的布點密度策略尚需完善。目前的農業大田布點多采用根據實際應用情況布置的方法，對于節點的布置密度缺乏有力的理論支撐，隨意性較強，容易導致資源的浪費和監測數據傳輸質量的下降，影響監測準確率等。

(2)農業大田需要監測面積較大，而采用WSN多跳方式組網在每一跳都會產生一定的信息損耗，覆蓋面積越大、跳數越多造成的信息傳播損耗率也就越大，節點間有效通信距離也會相應大幅降低，造成田間傳感器終端節點密度過大的情況。

因此如何利用低功率廣域網在農業大田中完成農業物聯網數據傳輸，并合理的布設監測節點，以更準確高效節能的方式完成農業大田環境監測成為亟待解決的問題。

發明內容

為了解決上述技術問題或者至少部分地解決上述技術問題，本申請提供了一種布點策略生成方法、裝置、電子設備及存儲介質。

第一方面，本申請提供了一種布點策略生成方法，所述布點策略用于對監測系統中的監測節點進行布設，所述監測節點與監測網關之間采用LoRaWAN協議進行數據傳輸，所述方法包括：

采用仿真工具對監測網關與同一監測節點在多個不同距離值下的數據傳輸進行模擬，得到每個所述距離值對應的丟包率；

根據多個所述距離值對應的多個丟包率，確定所述監測網關的有效傳輸距離值，所述有效傳輸距離值對應的丟包率小于或等于預設丟包率；

采用仿真工具對所述監測網關與多個不同監測節點組的數據傳輸進行模擬，得到每個所述監測節點組對應的平均丟包率，其中不同監測節點組采用的數據發送間隔和/或包含的監測節點數量不同；

根據多個所述監測節點組和多個所述監測節點組對應的多個平均丟包率，生成監測節點數量、數據發送間隔以及平均丟包率之間的擬合關系圖；