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近年来,随着我国农业产业升级,观光农业在我国得到飞速发展。为更好地为游客提供浸入式体验,将无线传感器网络技术与移动智能设备技术相结合,构建混合型观光农业无线传感器网络。在混合型无线传感器网络中,节点通过网内无线通信将农业监测数据等上传至基站,此外智能手机等移动智能设备亦可通过蓝牙等无线通信技术接入节点,并获得节点信息、控制节点操作等。与传统无线传感器网络相比,其网络结构、工作模式、能耗特性和业务需求等更为复杂。本文将观光农业园中游客空间分布引入到网络的构建中,提出观光农业无线传感器网络节点布局算法以及设计网络分簇路由协议,为游客提供优质服务,提高观光农业园竞争力。
游客作为观光农业服务的主体以及移动智能设备的持有者,本文首先基于社会力模型建立游客行为模型,结合观光园区规划信息以及游客交通数据,对不同规模、类型观光园区中的游客行为进行仿真分析,结果表明通过该方法可准确获取游客在园区中的行为轨迹及位置分布,为无线传感器网络的构建提供数据支持。其次,基于游客在观光园中的空间分布数据,提出一种改进K-means算法对观光园中无线传感器网络节点布局展开研究,改进K-means算法主要确保初始聚类中心唯一性以及控制各类中数据个数一致性。较传统K-means算法,通过改进 K-means 算法聚类得到的节点位置可更有效地均衡移动智能设备接入传感器节点的次数,提高节点利用率以及观光园的服务质量。最后,本文针对移动智能设备接入节点增加节点能量损耗问题,设计了面向观光农业的混合型无线传感器网络分簇路由协议。该协议中,通过引入节点能量因子、节点-基站距离因子和节点移动智能设备接入因子等参数,利用延时竞争机制实现节点分簇、簇首间路由等无线传感器网络组网构建所需机制。研究结果表明,该协议可较好地满足支持移动智能设备的观光农业无线传感器网络的建设需求。
本文研究结果不仅有助于我国面向观光农业产业园区的信息化建设,亦可为融合移动智能设备与无线传感器网络相关领域提供参考。
游客作为观光农业服务的主体以及移动智能设备的持有者,本文首先基于社会力模型建立游客行为模型,结合观光园区规划信息以及游客交通数据,对不同规模、类型观光园区中的游客行为进行仿真分析,结果表明通过该方法可准确获取游客在园区中的行为轨迹及位置分布,为无线传感器网络的构建提供数据支持。其次,基于游客在观光园中的空间分布数据,提出一种改进K-means算法对观光园中无线传感器网络节点布局展开研究,改进K-means算法主要确保初始聚类中心唯一性以及控制各类中数据个数一致性。较传统K-means算法,通过改进 K-means 算法聚类得到的节点位置可更有效地均衡移动智能设备接入传感器节点的次数,提高节点利用率以及观光园的服务质量。最后,本文针对移动智能设备接入节点增加节点能量损耗问题,设计了面向观光农业的混合型无线传感器网络分簇路由协议。该协议中,通过引入节点能量因子、节点-基站距离因子和节点移动智能设备接入因子等参数,利用延时竞争机制实现节点分簇、簇首间路由等无线传感器网络组网构建所需机制。研究结果表明,该协议可较好地满足支持移动智能设备的观光农业无线传感器网络的建设需求。
本文研究结果不仅有助于我国面向观光农业产业园区的信息化建设,亦可为融合移动智能设备与无线传感器网络相关领域提供参考。