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摘要:本发明公开了一种基于机器人的灌区监测实现方法,涉及智能灌溉技术领域,所述方法包含一个机器人节点和多个传感节点,所述传感节点均匀分布于灌区,用于采集灌区数据;所述机器人节点可以自由移动,用于收集传感节点采集的数据;所述机器人节点发送发布消息,接收到发布消息的传感节点创建机器表项并建立邻居地址集合。该基于机器人的灌区监测实现方法,采用可移动机器人节点对布置在灌区的传感节点进行数据采集,例如湿度以及干旱程度,缩短机器人节点与被采集传感节点之间的距离,大大提高数据采集的效率,进而提高了灌区监测的实时性,确保农作物健康生长、以及农作物生产的可持续性,具有广泛的应用前景。
主权项:1.一种基于机器人的灌区监测实现方法,其特征在于:所述方法包含一个机器人节点和多个传感节点,所述传感节点均匀分布于灌区,用于采集灌区数据;所述机器人节点可以自由移动,用于收集传感节点采集的数据;所述方法包括:所述机器人节点发送发布消息,机器人节点发送的发布消息包含地址集合和时间戳,其中,地址集合只包含一个元素,即所述机器人节点的地址,时间戳为当前时间;接收到发布消息的传感节点创建机器表项并建立邻居地址集合,其中,机器表项包含地址集合和响应时间;接收到所述发布消息的传感节点的邻居地址集合如果包含所述发布消息中地址集合的最后一个地址,所述传感节点则将最后一个地址加入到自己的邻居地址集合中;接收到所述发布消息的传感节点的机器表如果是空表,则将自己的地址加入到该发布消息中的地址集合中,并作为最后一个元素,创建一个机器表项,该机器表项的地址集合等于该发布消息中的地址集合,响应时间等于当前时间与该发布消息中时间戳之差的绝对值,转发该发布消息;如果传感节点在预定时间w1内没有收到注册消息,则发送注册消息,注册消息包含机器表项和四元组集合,其中,四元组由地址、坐标、邻居地址集合和能量构成;所述传感节点发送的注册消息中,四元组集合只包含一个四元组,该四元组的地址、坐标、邻居地址集合和能量分别等于所述传感节点的地址、坐标、邻居地址集合和当前剩余能量;预定时间w1由公式(1)定义: (1)其中,HL1为所述灌区中两个距离最远的传感节点之间的跳数,该值预先设置,h1为计算预定时间w1的传感节点机器表项中地址集合包含的地址个数,r1为计算预定时间w1的传感节点机器表项中的响应时间;接收到注册消息的传感节点如果满足条件1,则构建自己的四元组,其中,该四元组的地址、坐标、邻居地址集合和能量分别等于所述传感节点的地址、坐标、邻居地址集合和当前剩余能量,将自己的四元组加入到该注册消息中的四元组集合中,转发该注册消息;接收到注册消息的机器人节点针对该注册消息中四元组集合中的每个四元组执行下述操作:判断是否存在一个传感表项,该表项的地址等于该四元组中的地址,如果存在,则不执行任何操作,否则创建一个传感表项,该表项的地址、坐标、邻居地址集合和能量分别等于该四元组中的地址、坐标、邻居地址集合和能量,地址集合等于该注册消息中机器表项中的地址集合;条件1:接收到注册消息的传感节点的地址包含在该注册消息机器表项的地址集合中,且该注册消息中四元组集合中的每个四元组中的地址都不等于该传感节点的地址;接收到注册消息的机器人针对注册消息中四元组集合中的每个四元组创建传感表项;机器人节点计算每个传感表项的系数,并建立传感节点地址集合;机器人节点根据公式(2)计算每个传感表项的系数,公式(2)为: (2)其中:e2为所述传感表项的能量值,s2为所述传感表项的邻居地址集合包含的节点个数,λ2为调节系数,取值范围为0.1-0.9;针对传感节点地址集合中的每个地址,机器人节点移动到该地址标识的传感节点通信范围内,通知该传感节点收集邻居传感节点数据,传感节点通过多跳传输将采集的灌溉区域的土壤含水量、湿度、温度等环境参数传递给机器人节点,机器人节点从所述传感节点获取收集的数据,对灌区环境参数进行实时监测;机器人节点保存一个传感表项,一个传感表项包含地址、邻居地址集合、坐标、能量和地址集合;机器人节点维护一个传感节点地址集合和临时节点地址集合,初始状态均为空;所述机器人节点设置一个传感表变量,该变量值等于机器人节点的传感表;所述机器人节点计算传感表变量中每个传感表项的系数,将系数最大的传感表项中的地址加入到传感节点地址集合中,将该传感表项的邻居地址集合中的每个地址加入到临时节点地址集合中,如果传感节点地址集合和临时节点地址集合的并集不等于所述机器人节点每个传感表项的邻居地址集合的并集,则从传感表变量中删除系数最大的传感表项。
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百度查询: 常熟理工学院 一种基于机器人的灌区监测实现方法
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