油菜大田环境下的WSN信道传播损耗特性建模研究.PDF

第 ３４卷第 ４期 计 算 机 应 用 研 究 Ｖｏｌ３４Ｎｏ４ ２０１７年 ４月　 ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒｓ Ａｐｒ．２０１７ 油菜大田环境下的 ＷＳＮ信道传播损耗特性建模研究 李建辉１，王　访２ （１．广东东软学院 计算机科学与技术系，广东 佛山 ５２８２２５；２．湖南农业大学 理学院，长沙 ４１０１２８） 摘　要：针对因特定农业环境下无线信道模型缺乏而造成的现场感知业务的优化与分析难题，建立了油菜大田 环境下 ＷＳＮ信道传播损耗特征模型。以油菜及其生长大田为例，依据不同的生育期提炼出三个典型的测试场 景，采用两种载波频率的无线传感器节点测试大田现场的信号损耗值，对测定结果进行了最小二乘法拟合建模， 结果表明，供试大田环境下的 ＷＳＮ信道传播损耗特性与传统的移动信道模型存在较大差异，适合采用多斜率对 数阴影衰落经验模型进行表征。以节点的有效传播距离和路径损耗预测值为指标，与 ｆｒｅｅｓｐａｃｅ、ＣＯＳＴ３２１和 Ｅｇｌｉ等经典模型比较，对拟合模型进行有效性验证的结果表明，本模型各项指标与实测数据接近，可为优化和设 计较高能量效率的现场感知业务系统提供精准参考。 关键词：无线传感器网络；信道特性建模；油菜；现场感知 中图分类号：ＴＮ９１９　　文献标志码：Ａ　　 文章编号：１００１３６９５（２０１７）０４１１８９０６ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１３６９５．２０１７．０４．０５３ Ｍｏｄｅｌｉｎｇｆｏｒｗｉｒｅｌｅｓｓｃｈａｎｎｅｌｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｌｏｓｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｕｎｄｅｒ ｒａｐｅｓｅｅｄｇｒｏｗｔｈｂｉｇｆｉｅｌｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ＬｉＪｉａｎｈｕｉ１，ＷａｎｇＦａｎｇ２ （１．Ｄｅｐｔ．ｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＧｕａｎｇｄｏｎｇＮｅｕｓｏｆｔＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＦｏｓｈａｎＧｕａｎｇｄｏｎｇ５２８２２５，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＳｃｉｅｎｃｅ，Ｈｕｎａｎ ＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１０１２８，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｏｄｅｌｉｎｇｗｉｒｅｌｅｓｓｃｈａｎｎｅｌｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｌｏｓｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｕｎｄｅｒｃｒｏｐｇｒｏｗｔｈｂｉｇｆｉｅｌｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ｉｓｆｕｒｔｈｅｒｏｐｔｉ ｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｏｎｓｉｔｅｓｅｎｓｉｎｇｍｅｔｈｏｄｏｆＷＳＮｂａｓｅｄｃｒｏｐｇｒｏｗｔｈｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ａｎｄｐｒｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｆｏｒｆｕｒｔｈｅｒｄｅｓｉｇｎ． Ｔａｋｅｎｏｉｌｓｅｅｄｒａｐｅａｎｄｉｔｓｇｒｏｗｔｈｂｉｇｆｉｅｌｄａｓｅｘａｍｐｌｅ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｄｉｆｆｅｒｅｎｔｇｒｏｗｔｈｓｅａｓｏｎ，ｔｈｒｅｅｔｙｐｉｃａｌｔｅｓｔｓｃｅｎｅｓｗｅｒｅ ｃｈｏｓｅｎ．Ｓｉｇｎａｌｌｏｓｓｖａｌｕｅｈａｄｂｅｅｎｔｅｓｔｅｄｂｙｗｉｒｅｌｅｓｓｓｅｎｓｏｒｎｏｄｅｕｓｉｎｇｔｗｏｋｉｎｄｓｏｆｃａｒｒｉｅｒｆｒｅｑｕｅｎｃｙ．Ｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｈａｄｂｅｅｎ ｐｕｔｉｎａｆｉｔｍｏｄｅｌｌｉｎｇｗｉｔｈｌｅａｓｔｓｑｕａｒｅｍｅｔｈｏｄ．Ｉｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｒｅｉｓａｂｉｇｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｂｅｔ