多路径下桃园射频信号传输特性-ingentaconnect.pdfVIP

第 31 卷 第 2 期 农 业 工 程 学 报 Vol.31 No.2 162 2015 年 1 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Jan. 2015 多路径下桃园射频信号传输特性 1,3 1,3 1,2,3※ 朱冰钦 ，王 毅 ，韩文霆 （1. 西北农林科技大学机械与电子工程学院，杨凌 712100 ； 2. 中国科学院水土保持研究所，杨凌 712100 ； 3. 西北农林科技大学中国旱区节水农业研究院，杨凌 712100 ） 摘 要：为解决无线传感器网络在桃园中的快速部署问题，该文研究了 2.4 GHz 无线射频信号在桃园中的传播特性。依 据角度选取 4 条传输路径，在 3 种（0.5、1.5、2.5 m ）典型的天线高度，同时测量丢包率和路径损耗情况，分析表明两 者具有明显的相关性，天线高度和通信距离是路径损耗的主要影响因素。在天线高度为 0.5 和 1.5 m 时，可靠传输距离 为 6 个行距（27 m ）；在天线高度为2.5 m 时，可靠传输距离大于 14 个行距（63 m ），因此冠层顶部为布设天线的最佳位 置。对路径损耗数据进行回归分析，发现其在每种天线高度，每条传输路径下对数模型最适合作为路径损耗模型，模型 的R2 最大为 0.945，最小为 0.732 。为研究节点部署于桃园任意位置时的路径损耗情况，便于节点快速灵活地部署，在3 种天线高度下对路径损耗数据进行对数回归分析，R2 最大为 0.976，最小为 0.939 。最后对2 组模型进行了验证，表明模 型可以预测射频信号在桃园中的路径损耗情况，该文研究结果为无线传感器网络在桃园中的部署提供了参考。 关键词：传感器；果园；信号；路径损耗；多路径传输 doi ：10.3969/j.issn.1002-6819.2015.02.023 中图分类号：S24 文献标识码：A 文章编号：1002-6819(2015)-02-0162-08 朱冰钦，王 毅，韩文霆. 多路径下桃园射频信号传输特性[J].农业工程学报，2015，31(2)：162－169. Zhu Bingqin, Wang Yi, Han Wenting. Radio frequency signal transmission characteristics under multipath in peach orchard[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2015, 31(2): 162 －169. (in Chinese with English abstract) 在 6 种天线高度、18 种收发距离下建立了信号衰减模型， 0 引 言 并在另一个苹果园中进行了验证性试验，结果表明模型 [5] 目前虽然无线传感器网络已经在农业领域得到了快速 可以预测射频信号在苹果园中的衰减情况 。 的发展与应用，但对无线射频信号（radio frequency，RF ） Han 将不同行列的柿子树作为射频信号传播路径，在 [1] 。如何有效地部署节点，从而节省 不同收发器高度下对不同行列交错点上的接收信号强度 的