基于LoRa技术的联合收获机群通信方法

作     者：陈进 傅晟捷 关卓怀 朱富豪 朱林军 夏慧 邢立成 Chen Jin;Fu Shengjie;Guan Zhuohuai;Zhu Fuhao;Zhu Linjun;Xia Hui;Xing Licheng

作者机构：江苏大学机械工程学院镇江212013 农业农村部南京农业机械化研究所南京210014 江苏沃得农业机械股份有限公司丹阳212300 

出 版 物：《农业工程学报》 (Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering)

年 卷 期：2022年第38卷第16期

页      面：81-89页

核心收录：

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 0903[农学-农业资源与环境] 0901[农学-作物学] 0811[工学-控制科学与工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：江苏省科技成果转化项目(BA2020054) 江苏省自然科学基金青年基金项目(BK20210040) 江苏省农业农村厅现代农机装备与技术示范推广项目(NJ2022-08)。 

主　　题：联合收获机 物联网 无线通信 LoRa技术 

摘      要：随着农业集约化、规模化及产业化的发展,联合收获机开始以机群形式进行多机联合作业,由此衍生出对于联合收获机群物联网及无线通信的需求。在无线通信技术中,LoRa技术在传输距离、部署方式等方面具有独特的优势。该研究提出了一种基于2.4 GHz LoRa技术的联合收获机群通信网络结构和工作模式。对LoRa相关参数使用NS-3网络仿真平台建立仿真模型,对扩频因子分配方案选择、可容纳节点数量和最小发送间隔进行分析,并在联合收获机群模拟通信场景进行仿真,同时开发了机载终端硬件和软件。仿真试验结果表明,在模拟通信场景下,选择特定比例分配扩频因子可改善网络通信性能;在保证90%以上接收成功率的前提下,静态场景下1625 kHz带宽可支持25个节点以1 s的发送间隔进行通信,在动态场景下1625 kHz带宽通信时延低于10 ms。田间试验结果表明,“报告(Report)模式下通信总体成功率为99.3%;“请求(Request)模式下通信总体成功率为92.5%,平均响应时间为123.07 ms。该研究将2.4 GHz LoRa技术应用于联合收获机之间的无线通信,可为联合收获机机群协同作业时通信提供可行方法。