摘要:為了揭示電磁波信號在農(nóng)田土壤中的傳輸特性、科學(xué)部署傳感器節(jié)點,,以關(guān)中地區(qū)農(nóng)田土壤為研究對象,,采用模塊化設(shè)計思想,將傳感器,、無線數(shù)傳,、處理器和能量供應(yīng)等模塊集于一體,設(shè)計了無線地下傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless underground sensor networks,,WUSN)節(jié)點和匯聚節(jié)點,。采用單因素試驗方法,分析了土壤含水率,、WUSN節(jié)點埋深,、節(jié)點間水平距離對WUSN節(jié)點信號傳輸?shù)挠绊懀⒘私邮招盘枏?qiáng)度和誤碼率預(yù)測模型,。結(jié)果表明,,當(dāng)WUSN節(jié)點信號在地下垂直方向上傳輸時,土壤含水率增加2.5個百分點,,接收信號強(qiáng)度降低4~6dBm,,通信誤碼率增加3~5個百分點;WUSN節(jié)點埋深增加5cm,,接收信號強(qiáng)度降低3~5dBm,通信誤碼率增加3~4.5個百分點,。當(dāng)WUSN節(jié)點信號在地下水平方向上傳輸時,,土壤含水率增加2.5個百分點,接收信號強(qiáng)度降低5~7dBm,,通信誤碼率增加4~5個百分點,;節(jié)點間水平距離在10~90cm范圍內(nèi),節(jié)點間水平距離增加10cm,,接收信號強(qiáng)度降低6~8dBm,,通信誤碼率增加6.5~8個百分點;節(jié)點間水平距離在90~190cm范圍內(nèi),,節(jié)點間水平距離增加10cm,,接收信號強(qiáng)度降低約1dBm,通信誤碼率增加1~1.5個百分點WUSN節(jié)點信號在垂直,、水平兩種傳輸方向上誤碼率和接收信號強(qiáng)度預(yù)測模型擬合優(yōu)度R2最高為0.982,,均方根誤差RMSE為1.7%,擬合優(yōu)度R2最低為0.942,,均方根誤差RMSE為5.136dBm,。WUSN節(jié)點信號在土壤中傳輸受到土壤含水率、WUSN節(jié)點埋深和節(jié)點間水平距離的嚴(yán)重影響。