兰花大棚内无线传感器网络433MHz信道传播特性试验

• 作者: 刘永鑫 孔庆军 李小敏 李腾 罗锡文 臧英※
• 来源期刊: 农业工程学报
• 学科: 农学
• 关键词: 温室 无线传感器网络 试验 无线信道 射频特性 兰花
• 年，卷（期）: 2013,（13）
• 页码范围: 182-189
• 页数: 8页
• 分类号: S126
• 字数: 5883字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1002-6819.2013.13.024

摘要

不同的应用环境对无线传感器网络的性能有一定的影响。该文针对兰花大棚环境中无线传感器网络节点部署的要求及其应用环境的特性，以433 MHz为载波频率，研究了无线射频信号的传播特性和无线信号与影响因素之间的关系，影响因素包括发射功率、数据包长度、距离、发射端位置等参数，获得了接收信号强度、丢包率等数据，并进行了统计分析。试验结果表明，该无线传感器网络信号的衰减符合对数模型，其决定系数R2最大为0.9246，最小为0.8753；发射功率为0和-5 dBm时，信号较强、通信成功率较高；发射功率处在0和-20 dBm时接收信号强度波动较大；在数据传输速率为1.2 kbps、和调制扩频为高斯频移键控方式等参数确定的情况下数据包的长度对丢包率的影响很小。在上述试验研究的基础上，建立了发射功率和接收信号强度之间的关系模型，模型参数与发射功率之间、传播环境因子n与发射功率之间成二次多项式关系，相关系数分别达到0.9967和0.8686；验证试验结果表明：该模型可以较好地预测不同发射功率不同通信距离的接收信号强度，为兰花大棚无线传感器网络的组建提供支持。此外，设计了接收信号强度三维曲面图和等高曲线图，可直观反映兰花大棚环境下无线信号的传播特性，为今后无线节点布置与组网提供依据。