基于跳頻通信的土壤水分檢測研究.pdf

1、隨著社會的發(fā)展,科技的進(jìn)步,智能灌溉越來越受到人們的青睞,特別在農(nóng)業(yè)、林業(yè)等科研和生產(chǎn)領(lǐng)域。傳統(tǒng)的灌溉檢測技術(shù)不僅效率低、耗費(fèi)人力物力、成本高,而且對于區(qū)域性的監(jiān)控與檢測是無法完成的。因此,本文針對傳統(tǒng)灌溉技術(shù)的缺點,提出了基于跳頻通信的土壤水分檢測研究。該研究是將現(xiàn)代通信技術(shù)與土壤水分檢測技術(shù)相融合,設(shè)計出具有無線通信能力的土壤水分檢測系統(tǒng)。針對跳頻通信的易于組網(wǎng)的特性,使得該系統(tǒng)具有多傳感器協(xié)同工作的能力。同時針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中遇

2、到的威脅問題,在該系統(tǒng)中設(shè)計了非線性取模法構(gòu)造寬間隔跳頻序列和傳感器節(jié)點安全管理單元,以抵御通信干擾和傳感器節(jié)點的攻擊。本文研究的內(nèi)容與成果如下:
　　1.跳頻通信的關(guān)鍵技術(shù)之一是跳頻圖案,因此,本文設(shè)計出非線性取模法對R-S碼進(jìn)行寬間隔處理,通過MATLAB仿真,對比對偶頻帶法,得出非線性取模法構(gòu)造的序列上具有更好的漢明相關(guān),在空間上離散程度更高,抗干擾能力更強(qiáng)。將該方法應(yīng)用到跳頻通信系統(tǒng)中,并用MATLAB仿真研究,發(fā)現(xiàn)在信噪

3、比為10dB下的誤碼率為2％。
　　2.通過分析各種土壤水分檢測方法的優(yōu)劣,并從環(huán)境衛(wèi)生、安全作業(yè)和使用廉價等方面進(jìn)行綜合分析,選取 TDR-3型土壤水分傳感器作為本研究的研究對象。同時,針對傳感器檢測過程中存在的檢測誤差,結(jié)合STM320F2812芯片的采樣模塊的特性,使用均值檢測法與中值檢測法相結(jié)合的方法對檢測誤差進(jìn)行消除。最后對系統(tǒng)的精確度進(jìn)行了測定,發(fā)現(xiàn)與烘干法相比,其相對測量精度誤差范圍在±1.73%之內(nèi)。
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