[发明专利]一种基于WSN技术的病虫害监测预警系统

权利要求书

1.一种基于WSN技术的病虫害监测预警系统，其特征是，包括无线传感器网络、云服务器和报警器；无线传感器网络的传感器节点散布在需要进行病虫害监控的农业区域；无线传感器网络的基站与云服务器通信连接；云服务器用于存储由传感器节点采集的病虫害监测数据，并对病虫害监测数据进行分析处理，在病虫害监测数据异常时驱动报警器进行报警；无线传感器网络采用的网络结构为：各传感器节点通过分簇路由协议划分成多个簇，其中每个簇包括一个主要簇头和一个次要簇头，主要簇头用于聚合簇内传感器节点采集的病虫害监测数据，次要簇头用于接收主要簇头发送的聚合的病虫害监测数据，并将接收的聚合的病虫害监测数据通过多跳路由的方式发送至基站。

2.根据权利要求1所述的一种基于WSN技术的病虫害监测预警系统，其特征是，还包括与云服务器连接的用户终端。

3.根据权利要求2所述的一种基于WSN技术的病虫害监测预警系统，其特征是，所述的云服务器还在病虫害监测数据异常时向用户终端发送报警信息。

4.根据权利要求1所述的一种基于WSN技术的病虫害监测预警系统，其特征是，所述云服务器包括处理模块以及与其连接的云存储模块、显示模块、报警驱动模块、数据传输模块。

5.根据权利要求1所述的一种基于WSN技术的病虫害监测预警系统，其特征是，次要簇头将接收的聚合的病虫害监测数据通过多跳路由的方式发送至基站，具体为：

(1)当次要簇头与基站的距离小于或等于设定的最大距离阈值时，次要簇头的病虫害监测数据以单跳通信的形式直接传输至基站；

(2)当次要簇头与基站的距离大于设定的最大距离阈值时，次要簇头在其一跳邻居节点集内选择当前剩余能量最大的作为中继节点，以完成病虫害监测数据的传输。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种基于WSN技术的病虫害监测预警系统，其特征是，所述的各传感器节点通过分簇路由协议划分成多个簇，包括：

(1)病虫害监测区域内的传感器节点接收基站广播的信标数据包，确定自身到基站的距离，并记录接收到基站广播的信标数据包的实际信号强度和时间，所述的信标数据包还包括由基站设定的各传感器节点接收信标数据包的理论信号强度和理论时间；

(2)每一轮的主要簇头选举开始时，每个传感器节点i随机生成一个介于0到1之间的随机数，并设定阈值S_i，若生成的随机数小于阈值S_i，则该传感器节点i成为工作节点，并立刻加入工作节点集；

(3)工作节点向工作节点集中的其余工作节点广播节点信息，其中节点信息包括自身ID号；

(4)当工作节点接收到其余工作节点的节点信息后，若工作节点α位于工作节点β的感知范围内，则工作节点α加入到工作节点β的邻居节点集中；

(5)工作节点计算自身的竞选能力值，并向邻居节点广播，若在设定的时间阈值内收到竞选能力值更大的邻居节点广播的信息，则放弃主要簇头的竞选；工作节点若在设定的时间阈值内未收到竞选能力值更大的邻居节点广播的信息，则当选为主要簇头并向其余传感器节点广播当选信息，未当选主要簇头的工作节点成为成员节点并加入到最近的主要簇头；

(6)睡眠节点接收到所述的广播当选信息后被激活，并加入到最近的主要簇头，分簇完成后，主要簇头在其簇内的成员节点中选择一个成员节点作为次要簇头。