[发明专利]基于大数据的农业种植环境智能监控系统

权利要求书

1.基于大数据的农业种植环境智能监控系统，其特征是，包括：

农业种植环境传感监测模块，用于对反应农田环境情况的土壤质量感知数据进行采集，并将采集得到的土壤质量感知数据发送至数据预处理模块；

数据预处理模块，被配置为对接收的土壤质量感知数据进行预处理，并发送至大数据管理模块处进行存储；

大数据管理模块，被配置为对存储的数据进行管理；

远程数据分析终端，被配置为将土壤质量感知数据与设定的安全阈值进行比较并输出比较结果；

异常报警模块，被配置为接收所述比较结果，并在土壤质量感知数据大于设定的安全阈值时向设定的用户终端输出报警信息；

其中，所述农业种植环境传感监测模块包括汇聚节点和多个采集所监测位置的土壤质量感知数据的传感器节点，传感器节点采集的土壤质量感知数据最终发送至汇聚节点，汇聚节点汇聚所接收的土壤质量感知数据，并发送至所述数据预处理模块；将监测区域划分多个虚拟网格，并从每个虚拟网格中选取与虚拟网格中心点最近的传感器节点作为簇头节点；网络初始时，传感器节点基于选取出的簇头节点进行分簇，每个传感器节点选取最近的簇头节点加入；土壤质量感知数据传输阶段，簇头节点收集簇内各传感器节点采集的土壤质量感知数据，并将收集的土壤质量感知数据传输至汇聚节点。

2.根据权利要求1所述的基于大数据的农业种植环境智能监控系统，其特征是，所述大数据管理模块包括：

元数据管理单元，被配置为元数据的添加、删除和更新；

数据融合单元，被配置为对相关数据进行融合处理；

数据查询单元，被配置为根据用户自定义的查询条件实时查询相关数据；

所述相关数据包括所述土壤质量感知数据、所述元数据。

3.根据权利要求1或2所述的基于大数据的农业种植环境智能监控系统，其特征是，数据预处理模块包括第一预处理单元，第一预处理单元被配置为对接收的土壤质量感知数据进行异常检测，并将检测出的异常数据进行修正处理。

4.根据权利要求3所述的基于大数据的农业种植环境智能监控系统，其特征是，数据预处理模块还包括第二预处理单元，第二预处理单元被配置为对土壤质量感知数据进行缺失检测，并对检测出的缺失序列进行数据填补。

5.根据权利要求1所述的基于大数据的农业种植环境智能监控系统，其特征是，所述传感器节点包括土壤重金属传感器、土壤水分传感器、土壤温度传感器、土壤酸碱度传感器、土壤盐分传感器、地下水重金属传感器、地下水温度传感器中的一种或多种传感器。

6.根据权利要求1所述的基于大数据的农业种植环境智能监控系统，其特征是，簇头节点将收集的土壤质量感知数据传输至汇聚节点，包括：

(1)簇头节点按照设定的周期根据当前剩余能量周期性地调节自己的通信距离；

(2)簇头节点根据调节的通信距离判断自身是否满足直接通信条件，若簇头节点满足直接通信条件，簇头节点与汇聚节点直接通信，将收集的土壤质量感知数据直接传输至汇聚节点；若不满直接通信条件，簇头节点与汇聚节点间接通信，将收集的土壤质量感知数据经过多跳传输的方式发送至汇聚节点，其中簇头节点在距离汇聚节点更近的其他簇头节点中选择最近的簇头节点作为下一跳节点，将收集的土壤质量感知数据发送至该下一跳节点；

所述直接通信条件为：

式中，R(i,U)为簇头节点i到汇聚节点的距离，X_i为簇头节点i的当前通信距离，为与簇头节点i距离最近的簇头节点，为与簇头节点i距离次近的簇头节点，为所述最近的簇头节点到汇聚节点的距离，为所述次近的簇头节点到汇聚节点的距离；为判断取值函数，当时，当时，