[发明专利]基于传感器网络的土壤水分监测系统及土壤水分监测方法

说明书

本发明适用于软件领域，提供了基于传感器网络的土壤水分监测系统及土壤水分监测方法，系统包括多个土壤水分监测节点和汇聚节点，汇聚节点给土壤水分监测节点发送汇总数据包获取请求；土壤水分监测节点向汇聚节点上报汇总数据包；汇聚节点采用土壤水分监测节点可靠系数生成模型、土壤水分监测节点编号、土壤水分监测数据包转发率、土壤水分监测数据包发送时长以及接收信号强度，生成土壤水分监测节点当前的可靠系数，如果当前的可靠系数小于预设阈值，向不可靠土壤水分监测节点发送定位坐标获取请求，接收定位坐标，向预设终端发送通知数据包，通知数据包携带土壤水分监测节点编号、定位坐标。本发明有利于提高土壤水分监测节点的修复效率。

技术领域

本发明属于软件领域，尤其涉及基于传感器网络的土壤水分监测系统及土壤水分监测方法。

背景技术

土壤水分反映了农业干旱程度，以土壤水分为指标，可以指导农业灌溉。土壤的含水状况俗称土壤墒情，还包括土壤性质、深度等状态，其关系到农作物的优质生长。土壤水分的高低直接影响作物对养分的吸收速率，土壤中有机养分的分解矿化离不开水分，施入土壤中的化学肥料只有在水中才能溶解，养分离子向根系表面迁移以及作物根系对养分的吸收都必须通过水分介质来实现，如果不能及时、足量灌溉，或过量灌溉，都可能导致农作物根茎不能从土壤及时吸收水分，影响农作物的正常生长，由于人工难以在深夜里到田间采集土壤水分数据，因此，通过土壤水分监测节点采集土壤水分数据的土壤水分监测系统应运而生。

然而，现有的土壤水分监测系统，难以识别不可靠土壤水分监测节点，不利于提高不可靠土壤水分监测节点的修复效率。其原因在于，土壤水分监测节点放置在土壤里，土壤上经常太阳暴晒、刮风下雨，外部的天线会沾到好多泥土，过多的泥土会阻碍天线收发数据，天线容易失效，此外，土壤水分监测节点长期处于高温高湿环境，内部的电池也会受影响，能量消耗比较快，能量不足时，采集的土壤水分数据误差很大，天线失效时，经常转发不了其它土壤水分监测节点发送的土壤水分数据，这类的土壤水分监测节点就是不可靠土壤水分监测节点，不可靠土壤水分监测节点既不利于提高土壤水分数据传输的可靠性，也无法满足土壤水分监测系统的监测要求。因此，不可靠土壤水分监测节点需要及时修复，而现有的土壤水分监测系统，一般都是派人定期检查土壤水分监测节点，有时一个月检查一次，有时半年检查一次，而土壤水分监测节点的数量众多，分布不均，人工排查时间长，难以快速定位到不可靠土壤水分监测节点的具体位置，这样，发现不可靠土壤水分监测节点就需要较长的时间，使得修复周期过长，不利于提高不可靠土壤水分监测节点的修复效率。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供基于传感器网络的土壤水分监测系统，旨在解决现有的土壤水分监测系统，难以识别不可靠土壤水分监测节点，不利于提高不可靠土壤水分监测节点的修复效率的问题。

本发明实施例的第一方面，提供了基于传感器网络的土壤水分监测系统，所述土壤水分监测系统包括已接入无线传感器网络的多个土壤水分监测节点和汇聚节点，所述汇聚节点与其通信范围内的多个土壤水分监测节点进行通信；所述土壤水分监测节点包括土壤水分传感器、连于所述土壤水分传感器的微处理器、连于所述微处理器，用于产生所述土壤水分监测节点的定位坐标的定位模块、连于所述微处理器，用于接入所述无线传感器网络并进行无线数据收发的ZigBee模块，所述微处理器通过AD转换模块，获取所述土壤水分传感器产生的土壤水分数据，所述ZigBee模块以及所述定位模块通过异步串口模块与所述微处理器进行通信；

所述土壤水分监测节点通过所述定位模块获取自身的定位坐标；所述汇聚节点给所述土壤水分监测节点发送汇总数据包获取请求；

所述土壤水分监测节点接收所述汇总数据包获取请求后，向所述汇聚节点上报汇总数据包，所述汇总数据包携带自身的土壤水分监测节点编号、土壤水分监测数据包转发率、剩余能量、能量利用率、接收信号强度以及时间戳，所述接收信号强度表示接收到汇聚节点信号的强度，所述时间戳表示产生所述汇总数据包的时间；