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信道与能耗感知的农田WSN机会路由优化方法

2021-10-19缪祎晟赵春江吴华瑞

缪祎晟,赵春江,吴华瑞

(1.北京工业大学 信息学部, 北京 100124; 2.国家农业信息化工程技术研究中心, 北京 100097;3.农业农村部 农业信息技术重点实验室, 北京 100097)

精准农业通过调节作物生长的环境、水肥等条件对作物生长进行有效调控,以达到减施、增效、高产、优质等目的,以无线传感器网络(wireless sensor network,WSN)技术为代表的物联网技术可实现精准农业生产过程中环境、土壤、作物生理等的实时监测和科学调控,达到合理使用农业资源、降低生产成本、改善生态环境、提高农产品产量和品质的目的,是实现精准农业的重要手段。大规模农田无线监测网络存在覆盖区域广、种植周期长、能量供给不便、环境复杂多变等问题与特点,如何实现稳定可靠的数据传输汇集是研究应用中的难点[1-2]。

稳定的网络通信是农田无线传感器网络监测应用的基础,而良好的无线信号传播质量是网络稳定通信的基础,但在实际应用条件下,无线通信的工作条件十分恶劣,电波不仅会随着传播的距离的增加而发生弥散损耗,而且信号经过多点反射,会从多条路径到达接收地点,同时还会受到周围环境中其他电磁辐射源的干扰。在农田复杂环境无线传感器网络监测应用中,由于作物的生长使得无线信号的传播环境发生巨大变化,而繁茂的作物枝叶与果实对无线信号产生的遮挡作用十分明显,必须充分考虑作物生长变化对无线信号传播的影响[3]。

路由协议作为网络数据采集应用的重要环节对网络性能影响巨大,是近年来WSN网络数据汇集研究的热点之一[4-5]。……

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