多路径下桃园射频信号传输特性

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。     

基于多路由协议的株间锄草机器人结构和控制优化设计

为获得理想的苗间机械锄草效果,提出了一种新的锄草机器人结构优化方法.该方法主要采用多目标优化模型对锄草末端结构进行设计,采用多路由协议对多锄草机器人进行协同控制,大大提高了田间锄草机器人的工作效率.在建立了机械锄草齿运动轨迹数学模型的基础上,结合现代农艺对机械锄草参数的限定及要求,建立了多目标优化模型,并利用MatLab优化工具箱得到最优解,将其应用在多机器人系统控制的多路由协议框架中.为了验证优化方法的有效性,在田间对多锄草机器人协同作业进行了试验,结果表明:优化后的多路由锄草机器人不仅大大提高了作业速度和锄草效率,而且降低了作物苗损失率,为大型中耕除草机的设计提供了理论依据.     

基于Android的温室数据多径通信移动终端设计

手持式移动终端平台在农业信息采集与监控领域得到广泛应用。为了降低通信成本和提高通信可靠性,本文基于Internet的C/S架构,设计了移动终端平台与数据采集汇聚节点的多径通信系统,并实现了温室监控数据的远近程通信。远程通信时,移动终端平台通过3G或4G电信网络登录到Internet网络,与汇聚节点服务器实现数据通信;近程通信时,移动终端平台通过局域网Wi Fi的AP模式与汇聚节点直接通信。温室环境参数监测测试结果表明,移动终端能够可靠的的获取温室汇聚节点的数据,并根据网络连接状态和Wi Fi信号强弱实现远近程两种通信模式自由切换。     

Multipath interference cancellation RAKE receiver with nested structure

A multipath interference cancellation RAKE receiver with nested structure is proposed based on successive interference cancellation method. In the proposed method, the present branch and the demodulated branch form a substructure of the RAKE receiver, while the RAKE substructures are nested. The data estimate of the present branch is obtained by the maximum ratio combination of the demodulator output in the corresponding RAKE substructure. The update of the regeneration signal is achieved by replacing the previous branch data with the present branch data estimate . Performance of the new RAKE receiver was analyzed. Theoretical analysis and simulation results show that the new RAKE receiver with simple structure and easy implementations can suppress the multipath interference and improves the BER performance.     

玉米田环境中915MHz直接序列扩频系统性能仿真

在面向农业应用的无线传感器网络中,用于裸地和草地的直接序列扩频收发器能否适应农田环境,需要进一步的研究探索。该文用Simulink 仿真了915MHz直接序列扩频系统与农田环境下的无线信道,多径衰落模型根据 Saleh-Valenzuela模型修改而得,路径损耗模型是根据成熟期玉米地实地测量得到的数据分析拟合而得。仿真结果表明,小尺度多径衰落对系统性能的影响较大,直接序列扩频系统可以在一定程度上补偿多径衰落的影响,但在多径现象严重的玉米田环境中,补偿能力非常有限,仅在很短的传输范围内（＜80 m）系统性能良好,很难满足面向广域空间农田信息采集的无线传感器网络的要求。扩频技术虽然在无线传感器节点设计中被广泛应用,但在传输环境恶劣的农田环境中,并不是一个最优的解决方案。