[發明專利]一種低功耗廣域網內農作物生長數據傳輸系統及方法

有效

• 申請號: 202111083814.2
• 申請日: 2021-09-14
• 公開（公告）號: CN113792744B
• 公開（公告）日: 2023-09-05
• 發明（設計）人: 謝吉龍;劉萬村;趙丹;孫慧敏;姜濤;雍麗英;杜麗萍;孫昊楠;張喜海;王海龍
• 申請（專利權）人: 東北農業大學;哈爾濱職業技術學院
• 主分類號: G06V10/44
• 分類號: G06V10/44;G06V10/75;G06V10/764;G06V10/82;G06N3/0464;G06N3/048;G06N3/08;H04W4/30;H04W48/18;H04W84/18
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張換男

一種低功耗廣域網內農作物生長數據傳輸系統及方法，本發明涉及低功耗廣域網內農作物生長數據傳輸系統及方法。本發明的目的是為了解決現有方法對偏遠山區農作物生長周期判斷結果缺乏統一的標準、時效性低、準確性差、工作效率低的問題。系統包括：圖像數據獲取模塊用于獲取農作物生長圖像信息；預處理模塊用于對獲取的信息進行預處理；網絡搭建模塊用于建立機器學習模型；訓練模塊用于獲取訓練好的機器學習模型；廣域網通信模塊用于將待處理的農作物生長圖像信息傳輸給機器學習模塊；機器學習模塊用于將待處理的農作物生長圖像信息輸入訓練好的機器學習模型，獲得識別結果。本發明用于農作物生長識別領域。

技術領域

本發明涉及低功耗廣域網內農作物生長數據傳輸系統及方法，涉及無線通信領域。

背景技術

無線傳感器網絡是由大量密集部署在監控區域的自治節點組成，通過無線通信方式形成的一種自組織網絡應用系統，被廣泛應用于軍事、智能交通、環境監控、醫療衛生等多個領域，是國內外公認的具有廣闊發展前景的高技術產業。

無線傳感器網絡協議棧中的傳輸調度方法負責為節點分配無線通信資源，是關系到無線網絡的信道利用率、延遲等關鍵性能指標的重要技術。近年來，以低功耗、低速率、長距離通訊為特征的低功耗廣域網成為傳感網與物聯網的發展方向之一。低功耗廣域網信號傳輸距離遠的優點允許節點單跳將數據傳輸至網關，節點不需要進行偵聽和轉發數據，允許節點完成與網關數據傳輸后關閉射頻模塊，從而降低了節點功耗，低功耗的優點讓低功耗廣域網逐漸成為無線傳感器網絡重要發展方向。然而，針對其通訊速率較低，相同數據量占用信道時間長；傳輸距離遠，相同節點部署密度，網關負載節點多。通信速度低和傳輸距離遠的特點造成網絡信道資源緊張，需要新型傳輸調度算法來有效提升無線信道的利用率，從而滿足數據傳輸速率的要求。

農作物生長周期的識別對于農業生產十分重要，在玉米，小麥，水稻，棉花等作物中都有廣泛的應用，精準的生長周期識別可以有效地指導農業生產。

生長周期的識別一般需要資深的農業技術人員去現場查看，這樣雖然可以利用專家知識來獲知生長周期，但偏遠山區如果每天對每個地塊區域都進行現場觀察則代價巨大，而且一個專家也不一定對多種作物都熟悉，對操作人員的專業技術要求高，加上諸多主觀因素，致使這種工作模式產生的結果缺乏統一的標準、時效性低、準確性差、工作效率低，極大的限制了其在農業生產中的推廣應用。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有方法對偏遠山區農作物生長周期判斷結果缺乏統一的標準、時效性低、準確性差、工作效率低的問題，而提出一種低功耗廣域網內農作物生長數據傳輸系統及方法。

一種低功耗廣域網內農作物生長數據傳輸系統包括圖像數據獲取模塊、預處理模塊、網絡搭建模塊、訓練模塊、廣域網通信模塊、機器學習模塊；

所述圖像數據獲取模塊用于獲取農作物生長圖像信息；

所述預處理模塊用于對圖像數據獲取模塊獲取的信息進行預處理；

所述網絡搭建模塊用于建立機器學習模型；

所述訓練模塊用于根據預處理模塊獲取的預處理后信息對機器學習模型進行訓練，獲取訓練好的機器學習模型；

所述廣域網通信模塊用于將圖像數據獲取模塊獲取的待處理的農作物生長圖像信息傳輸給機器學習模塊；

所述機器學習模塊用于將待處理的農作物生長圖像信息輸入訓練好的機器學習模型，獲得識別結果。

優選地，所述圖像數據獲取模塊用于獲取農作物生長的圖像信息；具體過程為：

判斷不同視角拍攝的圖像的邊界值信息是否存在，如果所有圖像的邊界值信息都存在，則根據邊界值信息，將所有圖像進行拼接，恢復成連續圖像；如果所有圖像中有大于等于一種圖像的邊界值信息不存在，則采用圖像處理算法處理邊界值信息不存在的圖像，使所有圖像的邊界值信息都存在，進而得到拼接后的連續圖像；