[发明专利]生猪养殖场环境实时监测系统

权利要求书

1.生猪养殖场环境实时监测系统，其特征是，包括数据处理中心、环境监测装置和用户终端，环境监测装置、用户终端与数据处理中心通信连接；所述的环境监测装置包括汇聚节点和传感器节点，多个传感器节和汇聚节点通过自组织方式构成无线传感器网络，传感器节点用于采集和传输生猪养殖场环境信息，汇聚节点用于汇聚各传感器节点采集的生猪养殖场环境信息并发送至数据处理中心；所述的数据处理中心用于对汇聚节点传送的生猪养殖场环境信息进行存储、显示，并在生猪养殖场环境信息异常时向用户终端发送报警信号。

2.根据权利要求1所述的生猪养殖场环境实时监测系统，其特征是，所述传感器节点包括温湿度传感器、NH3浓度传感器、风速传感器、传感器无线模块以及传感器电源模块。

3.根据权利要求1所述的生猪养殖场环境实时监测系统，其特征是，所述的数据处理中心包括存储模块、显示模块、数据处理模块和异常报警模块，存储模块、显示模块、异常报警模块皆与数据处理模块通信连接。

4.根据权利要求1-3任一项所述的生猪养殖场环境实时监测系统，其特征是，所述多个传感器节点设置于生猪养殖场环境监测区域内，具体地，采用改进的萤火虫优化算法进行所述多个传感器节点的优化部署，具体包括：

(1)在生猪养殖场环境监测区域内随机抛洒传感器节点，并将每个传感节点看成萤火虫；

(2)赋予萤火虫群中每个萤火虫相同的荧光素浓度l₀；

(3)进行萤火虫荧光素更新：

(4)判断萤火虫向比自己荧光素浓度高的萤火虫方向移动的概率；

(5)萤火虫向概率最大的萤火虫进行移动，确定萤火虫移动的步长，并根据确定的步长进行萤火虫移动后的位置更新；

(6)迭代次数减1，如果非0，返回(3)，否则传感器节点完成部署。

5.根据权利要求4所述的生猪养殖场环境实时监测系统，其特征是，荧光素的更新公式为：

l_i(t+1)＝(1-ρ)l_i(t)+δF_i(t+1)

其中

式中，l_i(t)表示萤火虫i在第t+1次迭代时的荧光素浓度，ρ表示萤火浓度衰减系数，ρ∈(0,1)，l_i(t)表示萤火虫i在第t次迭代时的荧光素浓度，δ为荧光素更新率，δ∈(0,1)；

F_i(t+1)为萤火虫i在第t+1次迭代时的目标函数值，为萤火虫i在第t+1次迭代时的邻居萤火虫集合，其中邻居萤火虫为位于萤火虫i通信范围内的传感器节点，A(t+1)为在第t+1次迭代时所有工作的传感器节点形成的监控面积，A表示监测区域的面积，d_ij为萤火虫i与其邻居萤火虫j之间的距离，D_i为萤火虫i与其邻居萤火虫集合中的邻居萤火虫距离的均值，为邻居萤火虫集合中的邻居萤火虫数量，σ₁、σ₂为设定的权重值。

6.根据权利要求5所述的生猪养殖场环境实时监测系统，其特征是，按照下列公式计算萤火虫向比自己荧光素浓度高的萤火虫方向移动的概率：

式中，P_ij表示萤火虫i在第t次迭代时向其邻居萤火虫j方向移动的概率，l_j(t)为萤火虫j在第t次迭代时的荧光素浓度，l_k(t)为萤火虫k在第t次迭代时的荧光素浓度。