【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及灌区监测，尤其涉及的是一种灌区环境监测和预警系统的实现方法。
技术介绍
1、灌区环境监测和预警是给农田提供必要水源的一种重要手段，用于增加农作物的产量，提高农业生产的稳定性和可持续性，灌区环境监测和预警通过自动监测土壤的干旱程度，确实农作物健康生长。传统灌区环境监测和预警系统采用广播方式传输数据，导致监测和预警功耗大以及延迟长等问题，同时，传统灌区环境监测和预警系统没有考虑能量、路径长度和响应时间等问题，进一步增加了灌区环境监测和预警代价和延迟，同时，能量较低的传感节点无法转发和处理监测数据，导致无法实现灌区环境监测和预警。
2、本系统旨在实现灌区环境监测和预警，确保灌溉区域的农作物健康生长。
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种灌区环境监测和预警系统的实现方法。
2、技术方案：本专利技术公开了一种灌区环境监测和预警系统的实现方法，所述系统包括均匀分布于灌溉区域中的多个收集节点和多个传感节点，每个所述收集节点和所述传感节点均包括一个节点id唯一标识，每个所述传感节点保存一个灌溉表，灌溉表项包含节点id集合组成的路径、能量、响应时间、时钟和因子；所述方法包括：
3、所述收集节点发送唤醒消息建立灌溉表；
4、接收到所述唤醒消息的所述传感节点如果满足下述公式（1），则创建灌溉表项；如果满足下述公式（2），则将自己的节点id加入到所述唤醒消息的路径中，转发该唤醒消息并重复本步
5、(1)
6、(2)
7、其中，p1为所述唤醒消息的路径值，s1为所述传感节点的节点id；|p1|为所述唤醒消息的路径值p1包含的元素个数，h1为预先设置的范围域值；
8、所述传感节点利用下述公式（3）计算灌溉表项re1的因子r(re1)；
9、(3)
10、其中，e(re1)、h(re1)和t(re1)分别为灌溉表项的能量系数、距离系数和响应时间系数，、和为调节系数；
11、如果所述传感节点的灌溉表rt1满足下述公式（4），则向所述收集节点发送收集消息；
12、(4)
13、其中，|rt1|为灌溉表rt1包含的灌溉表项总数，|p’(x)|为灌溉表rt1中第x个灌溉表项的路径值包含的元素个数，指在灌溉表rt1包含的所有灌溉表项中，路径值包含元素个数的最小值；
14、接收到所述收集消息的传感节点将采集的数据加入到该收集消息的数据集合中，并选择因子最大的灌溉表项，将该收集消息转发给该灌溉表项路径值最后一个节点id标识的传感节点或者收集节点；
15、接收到所述收集消息的收集节点保存所述收集消息中的数据集合。
16、所述专利技术中，
17、所述唤醒消息包含序列号、能量、路径、时间戳和时钟；其中，序列号为1，能量为收集节点的当前能量值，路径为节点id集合，该集合中只包含收集节点的节点id，时间戳为当前时间，时钟的值预先设定，取值范围1-10分钟。
18、所述专利技术中，
19、接收到所述唤醒消息的传感节点创建的灌溉表项中，路径值等于所述唤醒消息的路径值，能量值和时钟分别等于该唤醒消息中的能量和时钟，响应时间等于当前时间和唤醒消息中时间戳的差值，因子等于0。
20、所述专利技术中，
21、所述方法还包括：
22、如果所述传感节点的灌溉表rt1满足下述条件1，则发送收集消息；
23、条件1：传感节点sn1在时间段内没有收到收集消息；
24、其中，为大于2的调节系数，t为预设时间阈值。
25、所述专利技术中，
26、所述传感节点发送的收集消息包含序列号，节点id和数据集合；其中，该序列号为2，节点id等于该传感节点因子最大的灌溉表项路径的最后一个节点id，数据集合只包含自己采集的数据。
27、所述专利技术中，
28、所述方法还包括：
29、如果接收到所述收集消息传感节点的节点id等于该收集消息的节点id，则将自己采集的数据加入到收集消息的数据集合中，选择因子最大的灌溉表项，将收集消息的节点id设置为该灌溉表项路径的最后一个节点id，转发该收集消息。
30、所述专利技术中，
31、所述方法还包括：
32、如果所述收集节点接收到收集消息，则保存该收集消息中的数据集。
33、所述专利技术中，
34、、和满足下述公式（5）；
35、(5)
36、所述传感节点通过下述公式(6)来计算灌溉表项re1的能量系数e(re1)；
37、(6)
38、其中，e’(re1)为灌溉表项re1的能量值，e''(x)为灌溉表rt1中第x个灌溉表项的能量值。
39、所述专利技术中，所述方法还包括：
40、所述传感节点通过下述公式(7)来计算灌溉表项re1的距离系数h(re1)；
41、(7)
42、其中，h’(re1)为灌溉表项re1中路径值包含的元素个数，h’’(x)为灌溉表rt1中第x个灌溉表项中路径值包含的元素个数。
43、所述专利技术中，
44、所述方法还包括：
45、所述传感节点通过下述公式(8)来计算灌溉表项re1的响应时间系数t(re1)；
46、(8)
47、其中，t’(re1)为灌溉表项re1的响应时间值，t’’(x)为灌溉表rt1中第x个灌溉表项的响应时间值。
48、有益效果：本专利技术提供了一种灌区环境监测和预警系统的实现方法，工作人员通过本专利技术所提供的一种灌区环境监测和预警系统的实现方法能够快速获取灌区环境的监测数据，例如湿度以及干旱程度，从而采取有效措施，确实农作物健康生长、以及农作物生产的可持续性，具有广泛的应用前景。
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1.一种灌区环境监测和预警系统的实现方法，其特征在于，所述系统包括均匀分布于灌溉区域中的多个收集节点和多个传感节点，每个所述收集节点和所述传感节点均包括一个节点ID唯一标识，每个所述传感节点保存一个灌溉表，灌溉表项包含节点ID集合组成的路径、能量、响应时间、时钟和因子；所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种灌区环境监测和预警系统的实现方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的一种灌区环境监测和预警系统的实现方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的一种灌区环境监测和预警系统的实现方法，其特征在于，所述方法还包括：
5.根据权利要求1所述的一种灌区环境监测和预警系统的实现方法，其特征在于，
6.根据权利要求1所述的一种灌区环境监测和预警系统的实现方法，其特征在于，所述方法还包括：
7.根据权利要求5所述的一种灌区环境监测和预警系统的实现方法，其特征在于，所述方法还包括：
8.根据权利要求1所述的一种灌区环境监测和预警系统的实现方法，其特征在于，、和满足下述公式（5）；
9.根据
10.根据权利要求1所述的一种灌区环境监测和预警系统的实现方法，其特征在于，所述方法还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种灌区环境监测和预警系统的实现方法，其特征在于，所述系统包括均匀分布于灌溉区域中的多个收集节点和多个传感节点，每个所述收集节点和所述传感节点均包括一个节点id唯一标识，每个所述传感节点保存一个灌溉表，灌溉表项包含节点id集合组成的路径、能量、响应时间、时钟和因子；所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种灌区环境监测和预警系统的实现方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的一种灌区环境监测和预警系统的实现方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的一种灌区环境监测和预警系统的实现方法，其特征在于，所述方法还包括：
5.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：王晓喃，罗玉峰，徐佳佳，张苡凡，孙高飞，李峰，
申请(专利权)人：常熟理工学院，
类型：发明
国别省市：
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