1.农田土壤污染无线监测系统,其特征是,包括:
无线传感器网络,用于获取农田土壤重金属浓度数据;
数据预处理模块,用于对获取的农田土壤重金属浓度数据进行预处理,并发送至数据管理模块处进行存储;
数据管理模块,用于对存储的数据进行管理;
数据分析模块,用于构建农田土壤重金属污染风险综合评估指标体系,确定农田重金属污染的影响因子及其权重,对农田土壤重金属污染风险进行综合评估,并输出农田土壤重金属污染风险评估值;
报警模块,用于在农田土壤重金属污染风险评估值大于设定的风险阈值时向设定的用户终端输出报警信息。
2.根据权利要求1所述的农田土壤污染无线监测系统,其特征是,所述数据管理模块包括:元数据管理子模块,用于元数据的添加、删除和更新;
数据融合子模块,用于对相关数据进行融合处理;
数据查询子模块,用于根据用户自定义的查询条件实时查询相关数据;
所述相关数据包括所述农田土壤重金属浓度数据、所述元数据。
3.根据权利要求1所述的农田土壤污染无线监测系统,其特征是,数据预处理模块包括异常数据处理单元和缺失数据处理单元,异常数据处理单元用于对获取的农田土壤重金属浓度数据进行异常检测,并将检测出的异常数据进行修正处理;缺失数据处理单元用于对农田土壤重金属浓度数据进行缺失检测,并对检测出的缺失序列进行数据填补。
4.根据权利要求1-3任一项所述的农田土壤污染无线监测系统,其特征是,所述无线传感器网络包括汇聚节点和多个传感器节点,传感器节点用于采集和发送农田土壤重金属浓度数据,汇聚节点用于接收传感器节点发送的农田土壤重金属浓度数据;
在网络初始化阶段,传感器节点通过与汇聚节点通信获取邻居节点信息并构建邻居节点列表,其中传感器节点的邻居节点为位于其通信范围内的其他传感器节点;
在路径发现阶段,传感器节点获取其至汇聚节点的最优路径;
在农田土壤重金属浓度数据传输阶段,传感器节点发送自身采集的农田土壤重金属浓度数据时,将与最优路径对应的转发节点标识存储入要发送的农田土壤重金属浓度数据报文;其余传感器节点侦听到一个农田土壤重金属浓度数据报文时,从农田土壤重金属浓度数据报文中获取转发节点的标识,若自己不是农田土壤重金属浓度数据报文所指定的下一跳转发节点,传感器节点丢弃该农田土壤重金属浓度数据报文,否则转发该农田土壤重金属浓度数据报文。
5.根据权利要求4所述的农田土壤污染无线监测系统,其特征是,传感器节点通过与汇聚节点通信获取邻居节点信息并构建邻居节点列表,具体为:在网络初始化阶段,汇聚节点向各传感器节点发送Hello报文,该Hello报文包括各传感器节点的位置坐标、到汇聚节点的距离以及到汇聚节点的跳数;各传感器节点接收到Hello报文后,提取相应的信息,构建邻居节点列表,并计算各邻居节点的路径质量,存储到邻居节点列表中相应的位置。
6.根据权利要求5所述的农田土壤污染无线监测系统,其特征是,邻居节点的路径质量的计算公式设定为:式中,Qij表示传感器节点i的邻居节点j的路径质量,d(i,j)为传感器节点i与其邻居节点j的距离,d(j,sink)为邻居节点j到汇聚节点的距离,d(j,k)为邻居节点j到其第k个邻居节点的距离,nj为邻居节点j具有的邻居节点数目,d(i,sink)为传感器节点i到汇聚节点的距离;λ为设定的权重系数,且0<λ<0.5。