[发明专利]一种基于多传感器的农作物环境温度数据融合系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于多传感器的农作物环境温度数据融合系统，包括多个传感器、本地滤波模块、先验知识管理模块、置信度管理模块、数据融合模块和决策输出模块，其中：多个所述传感器用于采集环境温度，并将环境温度转换成模拟信号并发送给本地滤波模块；所述本地滤波模块对接收的模拟信号进行幅值和频率的滤波处理，并将滤波后的模拟信号转换为数字信号；所述先验知识管理模块根据传感器的特性预设不同位置传感器的先验信息；所述置信度管理模块用于确定置信距离，并依照置信距离对传感器输出数据的可靠性进行评估及选择；所述数据融合模块基于Bayes估计的数据融合算法对置信度管理模块选择后的数据进行最佳融合；所述决策输出模块用于对融合数值进行输出。本发明通过多传感器采集农作物的温度，并对采集结果进行特定算法的数据融合，得到精确、稳定的环境温度结果。

技术领域

本发明涉及数据融合领域，具体涉及一种基于多传感器的农作物环境温度数据融合系统及方法。

背景技术

农作物的环境温度对农作物的生长至关重要，不仅关系到农作物产品的品质，也会影响其产量。因此，对农作物环境温度的有效检测和估计也是必不可少的。

在很多实际场景中，因局部风速风向差异、其他电气设备温升干扰、封闭环境内的冷热气流的流动等原因，对温度进行单点的检测不能反馈整体环境温度的情况；同时，温度传感器本身的误差会产生波动的结果，温度传感器故障会导致测量结果失效，需要将对应数据剔除。

由于上述复杂因素，目前的很多农作物环境温度检测系统存在以下问题：

1)相比环境温度的缓慢变化，测量温度波动较大；

2)只是收集多传感器的数据，或者进行简单的均值计算，没有考虑传感器本身的误差范围影响，以及传感器一致性不好的情况，导致测量结果出现偏差；

3)针对传感器故障导致偏差较大的情况，没有有效识别和剔除，影响总体的测量结果。

因此需要对现有的农作物环境温度检测系统进行改进。

发明内容

为了解决上述技术问题，提出了一种测量温度波动较小，测量结果更加准确的多传感器的农作物环境温度数据融合系统及方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：一种基于多传感器的农作物环境温度数据融合系统，包括多个传感器、本地滤波模块、先验知识管理模块、置信度管理模块、数据融合模块和决策输出模块，其中：

多个所述传感器用于采集环境温度，并将环境温度转换成模拟信号并发送给本地滤波模块；

所述本地滤波模块对接收的模拟信号进行幅值和频率的滤波处理，并将滤波后的模拟信号转换为数字信号；

所述先验知识管理模块根据传感器的特性预设不同位置传感器的先验信息；

所述置信度管理模块用于确定置信距离，并依照置信距离对传感器输出数据的可靠性进行评估及选择；

所述数据融合模块基于Bayes估计的数据融合算法对置信度管理模块选择后的数据进行最佳融合；

所述决策输出模块用于将融合过程中的异常数据、对应的传感器状态以及最终融合数值进行输出。

优选地，所述传感器的特性包括有效范围、误差范围、精度以及线性度参数信息。

优选地，所述先验信息包括传感器被测参数的μ₀和方差

优选地，所述传感器采集环境温度的温度数值服从正态分布，即

优选地，所述数据融合模块融合的融合得到的结果为：

优选地，基于Bayes估计的数据融合算法的步骤如下：