[发明专利]一种基于无线定位技术的园圃微灌方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于无线定位技术的园圃微灌方法及系统，包括处理器、植株、微灌喷头和安装在微灌喷头上的无线传感器装置；处理器依据无线传感器装置收集到的传感数据和植株定位信息计算喷水方案，并按照喷水方案控制微灌喷头喷水。本发明有助于减少管理人员规模、提高生产效率、增强自动化水平，具有理论与实际应用上的意义。

技术领域

本发明涉及园圃灌溉，尤其是一种基于无线定位技术的园圃微灌方法及系统。

背景技术

我国是传统农业大国，发展农业及其相关产业具有国计民生的现实意义。温房培育在农业种植中一直占据重要地位，跨季蔬菜、水果花卉、水稻育种等一系列农业活动离不开温房的存在，而温房的灌溉系统以及温度控制都是影响作物生长的重要指标。

目前，我国温房培育自动化水平不高，如申请号201080045542.0公开的喷洒器，虽然改进了喷洒装置的结构，但依然不能够实时根据园圃内的环境状态随时调整喷头，此外，现有的园圃中加热、降温、灌溉、施肥还需要专门的种植人员，能耗、浇灌控制精度不够，仍属于粗放型生产阶段。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明旨在提供一种基于无线定位技术的园圃微灌装置及其方法。

技术方案：一种基于无线定位技术的园圃微灌方法，包括以下步骤：(1)现场设备读取无线传感器装置的传感数据并发送至处理器；处理器将植株作为盲节点进行定位；

(2)处理器依据传感数据和植株定位信息计算喷水方案；

(3)处理器按照喷水方案控制微灌喷头喷水。

进一步的，还包括如下步骤：

(4)处理器通过无线通信装置将传感数据和植株定位信息发送至监控终端，监控终端进行实时监控并通过无线通信装置向处理器传输控制指令。

进一步的，步骤(1)中所述的将植株作为盲节点进行定位具体包括如下子步骤：

(1.1)将微灌喷头作为AP节点进行定位和编号，在定位的过程中采集园圃无线信号的功率值，绘制无线信道特征图谱；

(1.2)实地测量微灌喷头的实际位置并对无线信道特征图谱进行修正，得到各个AP节点的坐标位置(x_i，y_i)，其中下标i表示AP节点的编号；

(1.3)所有AP节点依次向盲节点发射射频信号，在盲节点测量功率计算距离，设置功率阈值，并将低于阈值的AP节点舍去，选取10个高于阈值ε₁的AP节点，如果节点不满10个，降低阈值再次选取，如果节点多于10个，则提高阈值再次选取，直至只有10个高于阈值的AP节点；

(1.4)对所选择的AP节点进行排序和分组，根据三角测量对盲节点进行定位，结合AP节点的坐标位置，计算盲节点的坐标位置(x_k，y_k)，其中下标k表示盲节点的定位的次数，即第k次盲节点定位；

(1.5)绘制盲节点范围图，盲节点坐标范围为盲节点坐标位置+误差阈值ε₂，顺次连接坐标范围边界得到盲节点范围图；

(1.6)对比盲节点的坐标位置(x_k，y_k)的无线信道特征与无线信道特征图谱，选择误差最小的3个盲节点的坐标位置(x_n，y_n)，；

(1.7)对步骤(1.6)中选择的3个盲节点进行加权平均与坐标定位，定位得到的坐标位置(x_m，y_m)即为最终测定的植株的位置。

进一步的，步骤(2)具体包括如下子步骤：