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申请/专利权人：甘肃济洋塑料有限公司

摘要：本发明公开了基于多模态数据融合的地膜自动化监测系统，涉及了地膜监测管理技术领域，通过部署地膜相关工作设备和地膜相关采集设备，并启动数据采集工作，进而获取不同类型的地膜相关监测数据，通过对不同类型的地膜相关监测数据进行数据融合，生成相应的地膜综合监测数据，为地膜综合监测数据进行模组化关联和多路径动态传输；通过对地膜综合监测数据进行数据分析，并生成数据分析报表；根据数据分析报表与预设的报警阈值进行对比，根据对比结果决定是否生成报警提示信息，并根据报警提示信息的报警成功率决定是否进行报警阈值的反馈变更；读取报警提示信息以及设置的监测中心所存储的设备参数信息，进而执行不同的地膜自动化管理措施。

主权项：1.基于多模态数据融合的地膜自动化监测系统，包括监测中心，其特征在于，所述监测中心通信连接有数据采集模块、数据处理融合模块、数据分析模块、报警提示模块以及地膜自动化管理模块；所述数据采集模块包括设备部署单元和多源数据采集单元；所述设备部署单元用于进行地膜相关工作设备和地膜相关采集设备的部署；所述多源数据采集单元用于启动地膜相关采集设备的数据采集工作，进而获取不同类型的地膜相关监测数据；所述数据处理融合模块用于对不同类型的地膜相关监测数据进行数据融合，进而生成地膜综合监测数据，为地膜综合监测数据进行模组化关联以及多路径动态传输；所述数据分析模块用于接收来自多路径动态传输的地膜综合监测数据，并对不同传输路径的地膜综合监测数据进行整合，对整合完成后的地膜综合监测数据进行数据分析，进而生成数据分析报表；所述报警提示模块根据数据分析报表与预设的报警阈值进行对比，进而根据对比结果决定是否生成报警提示信息，并根据报警提示信息的报警成功率决定是否进行报警阈值的反馈变更；所述地膜自动化管理模块设置数据读取单元和自动化管理单元；所述数据读取单元用于读取报警提示信息以及监测中心中所存储的设备参数信息；所述自动化管理单元用于根据报警提示信息以及设备参数信息执行各自对应的地膜自动化管理措施；生成地膜综合监测数据的过程包括：将不同类型的地膜相关监测数据作为数据融合的数据对象，将数据对象的数据格式转换为预设的数据融合标准格式，将转换完成后的传感器数据和图像帧数据分别作为融合元素一和融合元素二，并分别标记为Rh1和Rh2，对Rh1和Rh2进行数据融合之前，分别对Rh1和Rh2进行不同类型的特征参数提取，特征参数提取的类型包括特征曲线分段标记和特征图像分层标注，对Rh1进行特征曲线分段标记，对Rh2进行特征图像分层标注；通过特征曲线分段标记生成特征曲线和合理数值区间，将特征曲线中处于合理数值区间的传感器数据标记为融合元素一的冷监测数据，将不处于合理数值区间的传感器数据标记为融合元素一的热监测数据，通过特征图像分层标注获取融合元素二的图像特征数据；设置数据文本，将融合元素一对应的冷监测数据和热监测数据录入至数据文本内，将融合元素二对应的图像特征数据录入至数据文本内，进而生成融合元素一和融合元素二对应的不同文本字段，将融合元素一和融合元素二中文本字段相同的部分进行关联，并作为一个文本关联项，对融合元素一和融合元素二中文本字段不同的部分不进行任何操作，对若干个文本关联项进行数据融合，进而通过数据融合生成地膜综合监测数据；为地膜综合监测数据进行模组化关联以及多路径动态传输的过程包括：设置若干个模组节点，每个模组节点对应着一个数据传输协议，对若干个模组节点进行编号，并记为k，有k＝1，2，3，……，q，其中q为大于0的自然数，获取地膜综合监测数据的数据量，记为C传输，将地膜综合监测数据分配至若干个模组节点中，记编号为k的模组节点被分配到的地膜综合监测数据的数据量为C[k]分配，将编号为k的模组节点对应的传输承载量记为C[k]承载，有C[k]分配＝C[k]承载，当每个模组节点接都接收到所分配的地膜综合监测数据后，则全部模组节点的模组化关联成功，否则，继续将地膜综合监测数据分配至未接收到的模组节点；读取编号为k的模组节点对应的数据传输协议，进而建立当前编号为k的模组节点与数据分析模块之间的传输路径，重复上述操作，进而建立若干条传输路径，每条所述传输路径在设置的动态传输条件下，允许进行代替相邻的传输路径对应部分地膜综合监测数据的数据传输，通过每条传输路径进行传输的地膜综合监测数据标记为分段传输数据，动态传输条件设置如下：若当前的传输路径的实时丢包率、传输信号强度以及延迟率全部低于各自预设的合格阈值，则将当前传输路径的分段传输数据转移至相邻的传输路径，并由相邻的传输路径进行数据传输；对不同传输路径的地膜综合监测数据进行整合的过程包括：设置数据整合程序，并设置数据整合程序对应的数据接收时段和数据整合时段，在数据接收时段接收来自多路径动态传输的地膜综合监测数据，在数据整合时段进行不同传输路径对应分段传输数据的整合；在数据接收时段，设置加密接收空间，将不同传输路径对应的分段传输数据接收至加密接收空间内，并对加密接收空间进行数据加密，进而生成相应的空间密钥，获取空间密钥对应设置的解密密钥，进而通过解密密钥来解密获取加密接收空间中的分段传输数据，根据每个传输路径生成相应的数据整合节点，将传输路径对应的分段传输数据存储至数据整合节点内，每个数据整合节点设置有相应的整合点，进行每两个数据整合节点对应整合点的连接，进而连接全部的数据整合节点，当全部的数据整合节点连接成功后，则全部的分段传输数据同步整合为地膜综合监测数据；对整合完成后的地膜综合监测数据进行数据分析，进而生成数据分析报表的过程包括：获取整合完成的地膜综合监测数据，并将其导入至设置的数据分析程序中进行数据分析，数据分析程序预先录入有不同类别的报表字段集，每种类别的报表字段集对应关联着一段地膜分析数据内容；设置词袋模型用于进行地膜综合监测数据的词类分组和词频统计，将整合完成的地膜综合监测数据作为模型数据输入至词袋模型中，由词袋模型根据模型数据进行词类分组，进而分组生成若干个不同的监测数据词汇组，监测数据词汇组包括若干个监测数据词汇，通过词频统计获取每个监测数据词汇的词频，记为f，设置异常词频区间，并记为Ω词频，若f∈Ω词频，则标记该词频为异常词频，将异常词频对应的监测数据词汇进行剔除，若fΩ词频，则表示该词频为正常词频，不进行任何操作；将完成剔除操作后的监测数据词汇组所包括的监测数据词汇标记为监测字段，报表字段集包括若干个报表字段，进行监测数据词汇组和报表字段集的匹配，进而获取匹配率，记匹配率为R，R＝Z匹Z总×100%，其中，Z匹表示监测数据词汇组中监测字段与报表字段集中报表字段相匹配成功的个数，Z总表示报表字段集中报表字段的总个数，设置匹配达成率，记为R`；当R≥R`时，将当前报表字段集所对应关联的一段地膜分析数据内容作为报表待填充数据，当R＜R`时，则不进行任何操作，将所有满足条件R≥R`获取到的报表待填充数据记录至设置的空白报表文本中，进而将空白报表文本转换为数据分析报表；根据数据分析报表与预设的报警阈值进行对比，进而根据对比结果决定是否生成报警提示信息的过程包括：所述数据分析报表包括若干个报表项，每个报表项设置有相应的项目指标，对若干个报表项进行编号，记为e，有e＝1，2，3，……，v，其中v为大于0的自然数，从数据分析报表中获取编号为e的报表项对应的项目指标，进而获取该项目指标对应的指标风险衡量系数，并记为γ[e]，对编号为e的报表项对应的项目指标设置相应的报警阈值，并记为τ[e]；进行γ[e]和τ[e]数值大小关系的对比，并生成不同的对比结果，进而根据对比结果决定是否生成报警提示信息，对比结果包括结果一和结果二，当γ[e]≥τ[e]时，生成的对比结果为结果一，结果一的内容为：当前报表项对应的项目指标的数值初步分析为存在异常；当γ[e]＜τ[e]时，生成的对比结果为结果二，结果二的内容为：当前报表项对应的项目指标的数值初步分析为处于正常范围内；当对比结果为结果一时，则生成报警提示信息，当对比结果为结果二时，则不进行报警提示信息的生成。

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