1.一种基于物联网和可视化技术的树木生长监控系统,其特征在于,包括划分装置、无人机、监测装置和监控装置;
划分装置用于对监测装置进行划分,得到划分结果,划分结果包含每个监测装置的类型,类型为二级节点或一级节点;
其中,对监测装置进行划分,得到划分结果,包括:
根据监测装置的坐标将监测装置分到多个集合中,同一个集合中的任一个监测装置的通信半径内均包含至少一个其它的监测装置;
分别对每个集合中的监测装置进行划分,确认监测装置是二级节点还是一级节点;
将所有的监测装置的类型组成划分结果;
无人机用于将划分结果发送至监测装置;
监测装置用于根据划分结果确认自身的类型;
一级节点和二级节点均用于获取自身所监控的树木的生长信息,二级节点还用于将获得的生长信息发送至一级节点;
无人机还用于与一级节点进行通信,接收一级节点发送的自身获取的生长信息以及二级节点发送给一级节点的生长信息,将生长信息发送至监控装置;
监控装置用于根据生长信息对树木的生长进行可视化监控;
分别对每个集合中的监测装置进行划分,确认监测装置是二级节点还是一级节点,包括:对于需要进行监测装置划分的集合F,计算集合F中的一级节点的数量NOF;
用NLF表示集合F中的监测装置的总数,则集合F中的二级节点的数量为NLF‑NOF;
分别计算集合F中的每个监测装置的通信质量系数;
将集合F中通信质量系数最高的前NOF个监测装置作为一级节点,其余的监测装置作为二级节点;
计算集合F中的一级节点的数量NOF,包括:
若集合F中的监测装置的数量少于等于2,则集合F中的一级节点的数量为1;
若集合F中的监测装置的数量大于2,则采用如下函数计算NOF:δ表示计算权重,δ∈(0,1),misarF表示集合F中的监测装置所分布的区域的最小外接矩形的面积,oncoef表示自由空间模型的功率放大系数,twcoef表示多路衰落模型的功率放大系数,csne表示监测装置将1字节的数据传输至与自身的距离等于bsr的另一个监测装置所需要的能量,bsr表示监测装置的通信半径,tsr表示集合F中的所有监测装置与集合F中的所有的监测装置的所分布的区域的中心之间的距离的平均值,optcoefF表示修正数量;
d1和d2分别表示设定
的第一系数和第二系数,d1+d2=1,avetempF表示集合F中的监测装置最近一次采集到的树木所在位置的湿度的平均值,mxtemp表示集合F中的监测装置最近一次采集到的树木所在位置的湿度的最大值,altii表示监测装置i所处位置的海拔高度,mxalti表示集合F中的监测装置所处位置的海拔高度的最大值,numbs表示预设的数量。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网和可视化技术的树木生长监控系统,其特征在于,划分装置包括输入模块、存储模块和划分模块;
输入模块用于负责树木生长监控的人员输入每棵被监控的树木所对应的监测装置的坐标;
存储模块用于存储被监控的树木所对应的监测装置的坐标;
划分模块用于根据预设的更新规则对监测装置进行划分,得到划分结果。
3.根据权利要求2所述的一种基于物联网和可视化技术的树木生长监控系统,其特征在于,存储模块还用于存储每个监测装置的编号。
4.根据权利要求3所述的一种基于物联网和可视化技术的树木生长监控系统,其特征在于,根据预设的更新规则对监测装置进行划分,得到划分结果,包括:当存储模块中出现新的监测装置的编号时,划分模块重新对存储模块存储的所有的监测装置进行划分,得到划分结果;
从前一次得到划分结果的时刻开始,若经过了预设的时间周期,则划分模块重新对存储模块存储的所有的监测装置进行划分,得到划分结果。
5.根据权利要求1所述的一种基于物联网和可视化技术的树木生长监控系统,其特征在于,二级节点还用于将自身的剩余电量信息传输至一级节点;
一级节点还用于在发送完生长信息后,将二级节点发送过来的剩余电量信息以及自身的剩余电量信息发送至无人机;
无人机还用于将一级节点和二级节点的剩余电量信息发送至划分装置。
6.根据权利要求1所述的一种基于物联网和可视化技术的树木生长监控系统,其特征在于,监测装置包括传感器模块和通信模块;
传感器模块用于获取自身所监控的树木的生长信息;
通信模块用于与其它监测装置的通信模块进行通信以及用于与无人机进行通信。
7.根据权利要求1所述的一种基于物联网和可视化技术的树木生长监控系统,其特征在于,一级节点和二级节点采用预设的采集周期T获取自身所监控的树木的生长信息;
无人机采用预设的通信周期S与一级节点进行通信,接收一级节点发送的自身获取的生长信息以及二级节点发送给一级节点的生长信息;通信周期S大于等于采集周期T。
8.根据权利要求1所述的一种基于物联网和可视化技术的树木生长监控系统,其特征在于,根据监测装置的坐标将监测装置分到多个集合中,包括:S1,将所有的监测装置保存到集合A;
S2,随机从集合A中选出一个监测装置作为判断目标;
S3,将判断目标保存到集合B,从集合A中获取处于判断目标的通信半径内的监测装置的集合C;
S4,若集合C不属于空集,则进入S5,若集合C属于空集,则进入S6;
S5,将判断目标所对应的监测装置从集合A删除,从集合C中随机选择一个监测装置作为新的判断目标,将集合C重置为空集,进入S3;
S6,将集合B作为一个完成划分的集合保存到集合D,将集合B和集合C重置为空集;
S7,判断集合A是否为空集,若否,则进入S2,若是,则进入S8;
S8,将集合D中所包含的集合作为最终得到的集合。