[发明专利]一种生姜姜瘟病植株自动监测定位方法及系统

权利要求书

1.一种生姜姜瘟病植株自动监测定位方法，其特征在于：使用多个固定且已知物理坐标的恶臭气体传感器实现对恶臭源即姜瘟病植株的位置定位，具体方法如下：

所述恶臭气体传感器坐标分别为r_i＝(x_i,y_i)，其中i＝1,2,3......为恶臭气体传感器序号；

预设生姜姜瘟病植株坐标为p＝(x,y)；

时间t_i分别为恶臭气体传感器检测到恶臭气体的时刻；

具有通式如下：

式中，集合Α为某时刻之前检测到恶臭气体的恶臭气体传感器编号；v表示恶臭气体在空气中传播速度；

当3个恶臭气体传感器检测到恶臭气体时，即card(Α)＝3时，可计算出恶臭气体源坐标p＝(x,y)，即定位到生姜姜瘟病植株坐标；

当检测到恶臭气体的恶臭气体传感器数量大于3，即card(Α)＞3时，通过上述通式平均拟合最佳恶臭气体源坐标；

上述方法采用的生姜姜瘟病植株自动监测定位系统，它由恶臭气体传感装置、中央处理器及显示器组成；

所述恶臭气体传感装置呈等距网格状密布生姜种植区，包含恶臭气体传感器、时间戳模块及无线通信发送模块；

所述恶臭气体传感器用于检测恶臭气体，当检测到恶臭气体时，激活时间戳模块和无线通信发送模块，并设置定时检测功能；

所述时间戳模块提供时间戳信息；

所述无线通信发送模块用于发送恶臭气体检测信息；

所述恶臭气体检测信息包含恶臭气体传感装置编号、恶臭气体检测时间戳；

所述恶臭气体传感装置编号与传感器一一对应，用于标识区分各恶臭气体传感器，具有唯一性；

所述恶臭气体检测时间戳为恶臭气体传感器检测到恶臭气体，激活时间戳模块时产生的时间戳，用于标识记录恶臭气体传感器检测到恶臭气体时间；

所述中央处理器用于接收恶臭气体检测信息，并计算定位生姜姜瘟病植株位置；包括无线通信接收模块、计算模块及存储模块；

所述无线通信接收模块用于接收恶臭气体检测信息；

所述存储模块用于存储编号坐标映射表和邻域表；

所述编号坐标映射表记录恶臭气体传感装置编号到其安装物理坐标的映射；

所述邻域表包含同邻域的恶臭气体检测信息和最新更新时间戳；

所述计算模块完成恶臭气体检测信息分类、邻域表有效性检测以及计算定位功能；

所述恶臭气体检测信息分类为由恶臭气体传感装置编号得到其物理坐标，根据物理坐标计算是否属于现有的邻域表；

若属于，更新对应邻域表；

若不属于，新建邻域表，并更新新建邻域表；

上述根据物理坐标计算是否属于现有的邻域表的方法为：计算恶臭气体检测信息对应的物理坐标与现有邻域表的最小距离是否小于门限值；

所述最小距离计算如下：

L＝min{||r-r_i||}

式中，r为恶臭气体检测信息对应的物理坐标；r_i为某邻域表内所有恶臭气体检测信息对应的物理坐标；L表示为恶臭气体检测信息对应的物理坐标与某邻域表的最小距离；

更新对应邻域表或新建邻域表的步骤如下：

S101、检测恶臭气体检测信息对应的物理坐标是否存在邻域表；若存在进行S103，若不存在进行S102；

S102、将恶臭气体检测信息加入邻域表；

S103、更新邻域表最新更新时间戳；

所述计算定位功能，遍历检测邻域表内恶臭气体检测信息数大于等于3时，使用上述定位方法对生姜姜瘟病植株进行定位，输出定位结果；

所述邻域表有效性检测，遍历检测邻域表最新更新时间戳，大于门限值删除对应的邻域表；

所述显示器根据计算模块输出定位，用于显示疑似生姜姜瘟病植株物理位置；提醒工作人员注意。

2.如权利要求1所述一种生姜姜瘟病植株自动监测定位方法，其特征在于：考虑风速和生姜植物对气味传播影响，恶臭气味源向每个恶臭气味传感器传播恶臭气体的传播速度不同，分别为v_i(t)；即通式修改为：

考虑恶臭气体由恶臭气体源传播到恶臭气体传感器之间，风速和风向恒定，及恶臭气味源向每个恶臭气味传感器传播恶臭气体的传播速度为常量，v_i(t)＝v_i；上述通式为：

其中，未知数个数可为card(Α)+2；

可建立等式个数为

当即card(Α)＝4时，可以解方程，求解得到恶臭气味源坐标p＝(x,y)和传播速度v_i；

当即card(Α)＞4时，分别求解传播速度v_i，通过平均法求解得到恶臭气味源坐标p＝(x,y)。