农业机械学报

作者：谢家兴，梁高天，高鹏，王卫星

单位：华南农业大学,华南农业大学,华南农业大学,华南农业大学,

关键词：农业物联网;节点选址;K-means算法;粒子群优化算法;绕射损耗;自由空间损耗

基金：广东省科技专项资金项目（2020020103）、广东省教育厅特色创新类项目（2019KTSCX013）、广东省现代农业产业技术体系创新团队建设专项资金项目（2022KJ108）、省级乡村振兴战略专项省级组织实施项目（粤财农〔2021〕37 号）、广东省科技创新战略（“攀登计划”）专项资金项目（pdjh2021b0077）和财政部和农业农村部：国家现代农业产业技术体系项目(CARS-32-14)

针对传统的农业物联网路由以及网关选址时，考虑实际地形对传输损耗的影响不够，导致节点电能的浪费以及维护费用增加的问题，本文首先对农场地形以及已布置终端的位置进行建模，使用K-means算法确定路由初始位置以及该路由负责对接的终端。在考虑电磁波自由空间损耗以及绕射损耗的前提下设计合理的适应度函数，基于一种可变惯性系数的粒子群优化算法对路由和网关的位置进行优化。最终模型给出最大的电磁波损耗数据，用于在确定节点的最大发射功率时提供参考。算例仿真发现，路由位置通过PSO算法寻优，最大传输损耗最多可降低27.82%。实地检验发现，本算法所选取的最优点通信质量显著高于其附近的点，RSSI提升达12%~20%。模型最终给出的路由和网关最大传输损耗与最优布局位置对于实际节点铺设具有指导性意义。

来源：2022年第5期

《农业机械学报》期刊编辑部

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