温室环境下无线信道传播特性与无线传感器网络控制系统的研究
发布时间：2023-12-13 18:55
无线传感器网络是当今国际上备受关注、涉及多学科交叉、知识高度集成的热门前沿研究领域,广泛应用于环境监测、城市管理、军事国防、工农业等领域,具有灵活性好、可靠性强、精确度高等特点,在农业信息采集方面具有极大的优势。但农业环境复杂多变,尤其是温室环境,环境因子众多,植株、立柱、金属材料等对无线信号都有较大影响,无线信号在温室中存在着因距离变化产生的大尺度衰落,以及因周围局部散射体产生的小尺度衰落;且温室环境相对封闭,在阴雨天或寒冷的冬季,内部湿度可达90%,湿度对无线信号也有着较大影响。因此,研究温室高湿环境下的无线信号传播特性十分必要。首先,为解决温室高湿环境下无线传感器网络的规划和部署问题,探讨高湿环境、通讯距离、天线高度对无线信号传播特性的影响,选择433MHz与2.4GHz两种无线信道,研究其在不同湿度及不同高度下的传播特性,通过三组试验测取了不同湿度及不同高度下的接收信号强度及丢包率,并通过MATLAB对试验数据进行回归分析。同时,建立了以湿度、收发距离为自变量,接收信号强度为因变量的关系模型;并建立了湿度与路径损耗指数的关系模型,并将关系模型带入路径损耗模型,从而针对温室高湿环...
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究的背景和意义
1.2 农业环境下无线信道传播特性研究现状
1.3 无线传感器网络发展及应用现状
1.3.1 无线传感器网络发展概述及国外研究现状
1.3.2 国内研究现状
1.4 主要研究内容及结构安排
1.4.1 主要研究内容
1.4.2 研究结构安排
第二章 2.4GHz与433MHz无线信道传播特性研究
2.1 引言
2.2 试验设备与方法
2.2.1 试验设备
2.2.2 试验场地
2.2.3 试验方法
2.2.4 路径损耗模型
2.2.5 模型仿真
2.3 2.4GHz无线信道传播特性研究
2.3.1 接收信号强度
2.3.2 丢包率
2.3.3 定点定高试验
2.3.4 三高度水平试验及模型参数分析
2.3.5 2.4 GHz湿度系数修正模型
2.3.6 模型验证
2.4 433MHz无线信道传播特性研究
2.4.1 接收信号强度
2.4.2 丢包率
2.4.3 定点定高试验
2.4.4 三高度水平试验及模型参数分析
2.4.5 433MHz湿度系数修正模型
2.4.6 模型验证
2.5 本章小结
第三章 2.4GHz与433MHz无线信道传播特性对比试验研究
3.1 引言
3.2 试验结果
3.2.1 接收信号强度
3.2.2 丢包率
3.2.3 定点定高试验
3.3 回归结果分析
3.3.1 线性回归参数分析
3.3.2 定点定高试验参数分析
3.4 本章小结
第四章 基于433MHz频段无线传感器网络的设计
4.1 引言
4.2 系统需求分析与总体结构
4.3 无线传感器网络硬件设计
4.3.1 传感器选型
4.3.2 处理器模块
4.3.3 无线通讯模块
4.3.4 电源模块
4.3.5 PLC选型
4.3.6 硬件设计
4.4 无线传感器网络软件设计
4.4.1 Modbus协议
4.4.2 433MHz无线组网协议
4.4.3 传感器节点设计
4.4.4 汇聚节点设计
4.4.5 以温度优先的温室环境控制策略
4.4.6 PLC软件设计
4.4.7 软件设计
4.5 系统试制与试验
4.5.1 节点布局
4.5.2 设备试制
4.5.3 数据采集测试
4.5.4 传感器节点信号质量测试
4.5.5 调控效果测试
4.6 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.2 今后工作方向和展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文和参加的科研项目
本文编号：3873771
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究的背景和意义
1.2 农业环境下无线信道传播特性研究现状
1.3 无线传感器网络发展及应用现状
1.3.1 无线传感器网络发展概述及国外研究现状
1.3.2 国内研究现状
1.4 主要研究内容及结构安排
1.4.1 主要研究内容
1.4.2 研究结构安排
第二章 2.4GHz与433MHz无线信道传播特性研究
2.1 引言
2.2 试验设备与方法
2.2.1 试验设备
2.2.2 试验场地
2.2.3 试验方法
2.2.4 路径损耗模型
2.2.5 模型仿真
2.3 2.4GHz无线信道传播特性研究
2.3.1 接收信号强度
2.3.2 丢包率
2.3.3 定点定高试验
2.3.4 三高度水平试验及模型参数分析
2.3.5 2.4 GHz湿度系数修正模型
2.3.6 模型验证
2.4 433MHz无线信道传播特性研究
2.4.1 接收信号强度
2.4.2 丢包率
2.4.3 定点定高试验
2.4.4 三高度水平试验及模型参数分析
2.4.5 433MHz湿度系数修正模型
2.4.6 模型验证
2.5 本章小结
第三章 2.4GHz与433MHz无线信道传播特性对比试验研究
3.1 引言
3.2 试验结果
3.2.1 接收信号强度
3.2.2 丢包率
3.2.3 定点定高试验
3.3 回归结果分析
3.3.1 线性回归参数分析
3.3.2 定点定高试验参数分析
3.4 本章小结
第四章 基于433MHz频段无线传感器网络的设计
4.1 引言
4.2 系统需求分析与总体结构
4.3 无线传感器网络硬件设计
4.3.1 传感器选型
4.3.2 处理器模块
4.3.3 无线通讯模块
4.3.4 电源模块
4.3.5 PLC选型
4.3.6 硬件设计
4.4 无线传感器网络软件设计
4.4.1 Modbus协议
4.4.2 433MHz无线组网协议
4.4.3 传感器节点设计
4.4.4 汇聚节点设计
4.4.5 以温度优先的温室环境控制策略
4.4.6 PLC软件设计
4.4.7 软件设计
4.5 系统试制与试验
4.5.1 节点布局
4.5.2 设备试制
4.5.3 数据采集测试
4.5.4 传感器节点信号质量测试
4.5.5 调控效果测试
4.6 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.2 今后工作方向和展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文和参加的科研项目
本文编号：3873771
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