柿园无线传感器网络信号传输损耗研究.pdf

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1、第30卷第15期农业工程学报、bl-30NO．152142014年8月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringAug．2014柿园无线传感器网络信号传输损耗研究郭聪聪，韩文霆※，王毅(1。西北农林科技大学机械与电子工程学院，杨凌712100；2．西北农林科技大学中国早区节水农业研究院，杨凌712100)摘要：为探究柿园无线传感器网络信号传输特性，该文研究了在2．4GHz无线信道下柿树处于萌芽期、幼叶期和花期3种时期时无线网络信号传输的衰减情况。试验中分别在柿子树萌芽期、幼叶期和花期3个生长时期下选择

2、一列长势均匀的柿树，通过调节子节点和汇聚节点装置的高度和距离测量柿子树从距离地面3个高度冠层底部(0．8m)、冠层最密部(1．8m)和冠层项部(2．8m)处各8个距离点的链路质量指示值(1inkqu~ityindicator，LQI)，并对试验数据进行分析。结果表明L。1值随着距离的变化呈正弦曲线式衰减趋势。萌芽期时子节点和汇聚节点的高度均位于冠层顶部时，节点间距38m时是最佳位置；幼叶期时子节点和汇聚节点的高度均位于冠层顶部，节点间距32m时是最佳位置；花期时子节点和汇聚节点的高度均位于冠层项部时，节点间距26m时是最佳位置。通过对3次数据进行曲线拟合分析分别建立了在

3、2．4GHz信道下信号衰减模型，其中3种生长时期下均是三次多项式模型决定系数最大，为最适模型。果园中无线传感器网络信号传输损耗的研究为在果园中无线传感器网络节点部署提供了技术基础。关键词：无线传感器网络；数据传输；模型；2．4GHz无线信道；链路质量指示值衰减；三次多项式doi：10．3969／j．issn．1002—6819．2014．15．028中图分类号：S126文献标志码：A文章编号：1002—6819(2014)一15—0214—08郭聪聪，韩文霆，王毅．柿园无线传感器网络信号传输损耗研究[J]．农业工程学报，2014，30(15)：214—221．GuoCo

4、ngcong，HanWenting，WangYi．Lossresearchonwirelesssensornetworksignaltransmissioninpersimmonorchard[J]．TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE)，2014，30(15)：214-221．(inChinesewithEnglishabstract)qualityindicator，LQI)[1u为指标的无线网络信号在O引言柿园柿子树3种生长时期下的路径损耗，为以

5、后的中国是个农业大国，作物的优质高产对于加快节点部署打下基础。农业经济的发展意义重大。中国的农业发展水平依Liz等【l2J在俄克拉何马州立大学的一个试验赖于科学的发展技术，对农田、果园实施监测系统麦田中，根据菲涅尔半径来确定接收与发射机的高是未来的发展趋势【l五]，无线传感器网络L3J能够实时度为0．05、0．4、1,om，再利用2．4GHz无线传感器的监测和采集土壤的酸碱度、温湿度、病虫害等信模块和一个手持高频谱分析仪在间隔为10m的情息L4J。但无线网络信号在果园中传播时不仅因作物况下进行试验得到的结论：株高增加，路径损耗和种植的密集度、高度、间距、不同生长周期等因

6、素丢包率变得更加相互关联；2．4GHz信道下无线传感的阻碍出现反射、散射和吸收等情况J。同时还极器网络在麦田中稳定的通信距离定义为70m。易受到外界环境中风、温度等自然环境因素的影响Lopez等【Jl在西班牙半干旱地区Murcia的一个甘蓝导致接收端信号值出现衰减，不稳定情况L7J。因此农场中，对土壤体积含水率、温度和盐分的监测，在农业的应用中，无线传感器网络的节点位置选取研究了土壤节点、水节点、环境节点和网关节点的很重要⋯。本文重点研究以链路质量指示值(1ink传感器网络拓扑结构，并对其进行实时的监控和管理。2010年文韬等【l】在433MHz信道下以柑橘树为研究对象

7、选取植被深度、天线高度、通信距离等收稿日期：2014．04．18修订日期：2014．07-03基金项目：教育部新世纪优秀人才支持计划资助项目(NCET-12．0473)；因素作为研究因子，得出了最佳天线高度分布表。“十二五”国家科技支撑计划资助项目(2Ol1BAD29B08)并对数据进行处理得到对应的模型来描述橘园中作者简介：郭聪聪(1989一)，女，河北人，主要从事农业智能化检测。影响因素对接收信号强度衰减的趋势。2012年郭秀杨凌西北农林科技大学机械与电子工程学院，712100。明等L1在苹果园内测量了距地面高度0．50～3．00mE