鄧芳明 吳 翔 李 兵 汪 濤 劉 珺

(1.華東交通大學(xué)電氣與自動化工程學(xué)院， 南昌 330013； 2.合肥工業(yè)大學(xué)電氣與自動化工程學(xué)院， 合肥 230009)

0 引言

圖1 RFID標(biāo)簽傳感器信息融合模式 Fig.1 Data mixing methods of RFID sensor tag

由于農(nóng)田信息采集數(shù)據(jù)量大，針對農(nóng)業(yè)地域分散、地形多變、環(huán)境條件不同等特點(diǎn)，多方位、網(wǎng)絡(luò)化、準(zhǔn)確、快速、有效地采集作物生長環(huán)境變量信息的方法，是農(nóng)業(yè)環(huán)境信息技術(shù)研究領(lǐng)域解決的首要問題之一[1]。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為一種全新的信息獲取和處理技術(shù)，憑借其部署簡單、布置密集、低成本和無需現(xiàn)場維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，自其出現(xiàn)便迅速取代傳統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測方法，被廣泛應(yīng)用到農(nóng)業(yè)各領(lǐng)域[2-3]。部署在區(qū)域農(nóng)田內(nèi)大量集成化傳感器協(xié)作地，實(shí)時感知和監(jiān)測作物、土壤、氣象等信息，通過嵌入式系統(tǒng)對信息進(jìn)行智能處理，并通過隨機(jī)自組織無線通信網(wǎng)絡(luò)將所感知的信息傳送到診斷決策中心，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)環(huán)境及作物信息的遠(yuǎn)程集群化監(jiān)測和管理。根據(jù)目前的研究成果，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless sensor network, WSN)在農(nóng)業(yè)環(huán)境信息監(jiān)測的應(yīng)用研究包括無線地上傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)[4-7]和無線地下傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)[8-11]。無線地上傳感器網(wǎng)絡(luò)將傳感器埋入土壤中，在土壤表面設(shè)置無線傳輸節(jié)點(diǎn)。這種方法避免了土壤環(huán)境對無線信號傳輸?shù)膿p耗，能有效提高WSN節(jié)點(diǎn)的壽命和信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性，但是暴露在土壤表面的WSN節(jié)點(diǎn)容易受外界環(huán)境的影響，且不利于農(nóng)業(yè)機(jī)械的操作。無線地下傳感器網(wǎng)絡(luò)將WSN節(jié)點(diǎn)全部埋入土壤中，避免了外界環(huán)境對WSN信號傳輸?shù)挠绊?，但土壤環(huán)境中的無線信號傳輸損耗較大，而且現(xiàn)有的WSN節(jié)點(diǎn)均采用電池供電，一旦埋入土壤中后期更換電池不方便，不適合長期監(jiān)測，廢棄電池也容易對土壤環(huán)境造成污染。

射頻識別(Radio frequency identification, RFID)技術(shù)作為一種先進(jìn)的自動識別和數(shù)據(jù)采集技術(shù)，已經(jīng)成功應(yīng)用到生產(chǎn)制造、物流管理、公共安全等各個領(lǐng)域[12]。近年來基于無源RFID標(biāo)簽與傳感器相融合的傳感標(biāo)簽技術(shù)引起了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注。由于無源RFID傳感標(biāo)簽采用反向散射工作機(jī)制，結(jié)構(gòu)簡單，無需內(nèi)置電源供電, 成本低，靈活性強(qiáng)，且自帶身份(ID)信息，能夠?qū)崿F(xiàn)快速定位[13-15]。而且近年來，國內(nèi)外已經(jīng)開展了大量關(guān)于RFID技術(shù)與其他無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)融合的研究[16-18]，RFID傳感技術(shù)可以方便地和現(xiàn)有各種無線傳感技術(shù)一起構(gòu)成監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，因此RFID傳感標(biāo)簽尤其適合應(yīng)用于土壤環(huán)境精準(zhǔn)監(jiān)測中。

本文提出一種基于RFID傳感標(biāo)簽的農(nóng)田土壤環(huán)境實(shí)時監(jiān)測方法，設(shè)計一種無源RFID溫濕度傳感標(biāo)簽，并對所設(shè)計的傳感器標(biāo)簽進(jìn)行測試與分析。

1 無源RFID溫濕度傳感器設(shè)計

1.1 傳感標(biāo)簽結(jié)構(gòu)設(shè)計

RFID傳感標(biāo)簽采集傳感器數(shù)據(jù)主要有兩種方法，一種是讀取存儲在標(biāo)簽非易失性內(nèi)存中的傳感器數(shù)據(jù)，另一種是直接將傳感器數(shù)據(jù)嵌入傳感器標(biāo)簽標(biāo)識符(Identification, ID)中。圖1a為傳感器數(shù)據(jù)存儲的第1種方法，先將傳感器數(shù)據(jù)存儲在標(biāo)簽的非易失性存儲器中，然后進(jìn)行讀取操作。該讀取操作與常規(guī)的RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)的讀取類似，在閱讀器發(fā)出詢問(Query)指令后通過ISO18000-6C協(xié)議中定義的讀取指令來實(shí)現(xiàn)。由文獻(xiàn)[19]可知，從非易失性存儲器(Non-volatile memory，NVM)中讀取數(shù)據(jù)時功耗較高，且會有延時。圖1b所示為第2種方法，與第1種方法類似，傳感器也是在標(biāo)簽激活后進(jìn)行傳感器采樣，但傳感器數(shù)據(jù)被直接存入標(biāo)簽易失性內(nèi)存中，并在下一個Query指令后隨標(biāo)簽ID信息一起被讀取。盡管嵌入標(biāo)簽ID中的傳感器數(shù)據(jù)大小受到ID地址空間的約束，但這種方法避免了將傳感器數(shù)據(jù)寫入NVM所導(dǎo)致的高功耗以及時間延遲，因此與第1種方法相比，采用該方法的傳感器標(biāo)簽具有更高的數(shù)據(jù)率和通信距離。

據(jù)以上分析，本文采用圖1b所示的傳感器數(shù)據(jù)讀取方式，重新定義的電子產(chǎn)品代碼(Electronic product code, EPC)標(biāo)簽ID格式如圖2所示。所定義的96 bits EPC在邏輯上分為3個區(qū)域，標(biāo)簽類型(8 bits)、傳感器數(shù)據(jù)(64 bits)和標(biāo)簽ID (24 bits)。標(biāo)簽類型用于識別標(biāo)簽的類型和功能。傳感器數(shù)據(jù)分段用于嵌入獲得的傳感器數(shù)據(jù)，每段數(shù)據(jù)為10 bits，也可以自定義數(shù)據(jù)位數(shù)。標(biāo)簽ID部分由硬件版本和標(biāo)簽序列號組成，RFID傳感器標(biāo)簽可以使用此標(biāo)簽ID進(jìn)行唯一標(biāo)識。

圖2 96 bits EPC標(biāo)簽ID結(jié)構(gòu) Fig.2 96 bits EPC tag ID format

圖3為本文所設(shè)計的RFID溫濕度傳感標(biāo)簽結(jié)構(gòu)圖。該傳感標(biāo)簽由通信模塊、能量管理模塊和數(shù)字模塊組成；其中，能量管理模塊應(yīng)分為倍壓整流電路、穩(wěn)壓器和儲能電容，通信模塊由天線以及RFID標(biāo)簽芯片構(gòu)成，用于完成標(biāo)簽與閱讀器之間通信所需的調(diào)制與解調(diào)功能。數(shù)字模塊由微控制單元(Micro-controller unit, MCU)、內(nèi)部集成電路(Inter-integrated circuit, I2C)總線以及傳感器構(gòu)成，用于控制傳感器標(biāo)簽整體工作流程和獲取傳感器測量數(shù)據(jù)。

圖3 RFID傳感標(biāo)簽結(jié)構(gòu) Fig.3 Structure of RFID sensor tag

1.2 傳感標(biāo)簽電路設(shè)計

在射頻模塊中，由于彎折偶極子天線具有體積小、制作成本低且通信性能良好等特點(diǎn)，因此本文選用彎折偶極子天線。RFID標(biāo)簽芯片采用Impinj X-2K，該芯片符合EPC二代標(biāo)準(zhǔn)，具有2 176 bits的非易失性存儲器。此外，除了標(biāo)準(zhǔn)的空中接口，同時還可由I2C來對其存儲器實(shí)現(xiàn)讀/寫操作，因此傳感器的測量數(shù)據(jù)可以直接存儲到RFID芯片中。

為了獲得最大能量傳輸效率，采用高品質(zhì)因數(shù)的可調(diào)射頻電感和可調(diào)高頻電容用以實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。如圖4所示，倍壓整流部分采用四級升壓整流電路方案，其輸出電壓經(jīng)過穩(wěn)壓器處理后可以獲得穩(wěn)定的1.8 V直流電壓輸出。由于該電路工作在超高頻交流電狀態(tài)，本設(shè)計選用了在超高頻率下具有較高靈敏度的SMS7630零偏壓肖特基二極管。由于無線能量獲取的不穩(wěn)定性，倍壓整流電路的輸出電壓也是不穩(wěn)定的，因此本文采用了穩(wěn)壓器以獲得穩(wěn)定的直流電壓輸出，并將超級電容作為儲能元件。

在數(shù)字模塊中，MCU采用MSP430F5132型帶有8 kB閃存、1 kB靜態(tài)隨機(jī)存儲器以及8個10 bits模數(shù)轉(zhuǎn)換接口。該MCU工作電壓為1.8 V，工作電流與其運(yùn)行頻率相關(guān)，為180 μA/MHz，最大運(yùn)行頻率為12 MHz。本文設(shè)計的傳感標(biāo)簽工作符合ISO-18000-6C協(xié)議，所有元件均工作在超低功耗模式下，整個標(biāo)簽?zāi)芎膬H為115 μW。

圖4 四級升壓整流電路 Fig.4 Four stages boost rectifier circuit

2 測試與分析

2.1 通信性能測試

為了驗(yàn)證所設(shè)計的標(biāo)簽的通信性能，本文采用VISN-R1200型儀器對所設(shè)計的傳感器標(biāo)簽進(jìn)行通信流程的測試，圖5a所示為相應(yīng)的測試環(huán)境，圖5b為本文所設(shè)計的溫濕度傳感器標(biāo)簽。由于本文選用溫濕度傳感器來驗(yàn)證本文設(shè)計方案的可行性，因此使用了VCL4003型溫濕度箱對溫濕度傳感器進(jìn)行標(biāo)定。設(shè)計的RFID傳感器標(biāo)簽采用分立元件搭建，其基底材料為FR4，尺寸為12 cm×8 cm。

圖5 通信性能測試 Fig.5 Communication performances measurement 1、2.天線 3.溫濕度箱 4.RFID測試儀 5.溫度傳感器 6.濕度傳感器 7.超級電容 8.能量管理電路 9.MCU 10.天線

選取的測試參數(shù)如下：工作頻率采用當(dāng)前RFID主流頻率915 MHz，發(fā)射功率為1 W，標(biāo)簽與2個天線間的距離均為0.5 m，2個天線中一個作為發(fā)射信號的天線，另一個作為接收信號的天線，增益均為2.15 dB。測試裝置發(fā)送指令的過程為：首先發(fā)出選擇指令(Select)，經(jīng)過5～6 間隔(Tari)，再發(fā)出Query指令，傳感器標(biāo)簽被激活并回應(yīng)隨機(jī)數(shù)指令(RN16)，隨后測試裝置為獲取標(biāo)簽的ID信息(含有傳感器數(shù)據(jù))，發(fā)出確認(rèn)指令(ACK)，最后發(fā)出隨機(jī)數(shù)請求指令(Req_RN)來獲取握手響應(yīng)(Handle)。完整的標(biāo)簽通信數(shù)據(jù)基帶波形如圖6a所示。其次，本文對所設(shè)計的RFID振動傳感標(biāo)簽天線進(jìn)行測試，測量其實(shí)際最佳工作頻率與設(shè)計最佳工作頻率是否一致。選擇915 MHz作為無線溫濕度傳感器的工作頻率。天線的回波損耗特性(S11)參數(shù)是指當(dāng)電磁波通過某一個輸入后經(jīng)由天線傳輸時所反射的電磁波強(qiáng)度，在本文的測試中該參數(shù)可通過矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測得。對于天線來說，S11參數(shù)在工作頻段上反射的電磁波強(qiáng)度越低越好，根據(jù)ISO 18000-6c協(xié)議中的規(guī)定，在實(shí)際工程應(yīng)用中工作頻段的S11值小于等于-10 dB就可以滿足正常的工作需求，因此可以通過測試確定本文的天線反射強(qiáng)度最小值，最小值所對應(yīng)的頻率就是該天線的最佳工作頻率，即其中心頻率。測試結(jié)果如圖6b所示，可看出，本文設(shè)計的通信天線最佳工作頻率為915 MHz，與設(shè)計最佳工作頻率一致，滿足本文的使用需求。

圖6 傳感標(biāo)簽通信性能測試 Fig.6 Communication performances measurement of sensor tag

通過實(shí)際測量了2種數(shù)據(jù)傳輸方式下傳輸同樣的數(shù)據(jù)所需要的時間以及標(biāo)簽功耗，結(jié)果如表1所示。由表1可知，將數(shù)據(jù)直接嵌入標(biāo)簽ID中進(jìn)行傳輸所需要的時間與功耗均只有傳統(tǒng)方式的1/3，顯著地改善了標(biāo)簽的數(shù)據(jù)傳輸性能。

表1 數(shù)據(jù)存儲方式性能比較 Tab.1 Performances comparison of both data storage methods

2.2 數(shù)據(jù)無線傳輸測試

2.2.1傳感器埋入深度

無線溫濕度傳感器的通信性能依賴于所處土壤的深度，因此有效埋入深度對于后期無線傳感器的布置起著決定性作用。將本文所設(shè)計的無線溫濕度傳感器埋入待監(jiān)測土壤中，在10～100 cm的深度范圍內(nèi)以10 cm為間隔，共布置10個無線溫濕度傳感器，工作頻率均設(shè)為915 MHz。在地表布置符合RFID協(xié)議的RFID測試儀，用于測試不同深度下無線溫濕度傳感器所發(fā)出的信號強(qiáng)度與誤碼率，圖7為現(xiàn)場土壤環(huán)境測試圖，測試土壤質(zhì)量含水率為5%。

圖7 測試現(xiàn)場圖 Fig.7 Testing environment scene

由文獻(xiàn)[18]可知，電磁波在土壤介質(zhì)中傳播一定路徑后，接收端設(shè)備接收到的信號強(qiáng)度為

Pr=Pt+Gt+Gr-Lp

(1)

其中

Lp=L0+Ls

(2)

L0=32.4+20lgd+20lgf

(3)

式中Pr——接收信號強(qiáng)度

Pt——發(fā)射信號強(qiáng)度

Gr——接收節(jié)點(diǎn)天線增益

Gt——發(fā)射節(jié)點(diǎn)天線增益

L0——電磁波在自由空間傳輸?shù)膿p耗

Ls——電磁波在土壤中傳播時由土壤導(dǎo)致的額外損耗

d——發(fā)射點(diǎn)與接收點(diǎn)間直線距離

f——設(shè)備工作頻率

誤碼率為傳輸過程中誤碼占總傳輸碼數(shù)的比率。本文每隔1 s發(fā)送50 byte的數(shù)據(jù)包，每次實(shí)驗(yàn)發(fā)送100條信息，共1 000數(shù)據(jù)包，計算不同埋入深度下的誤碼率，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖8所示。由圖8可知，接收信號強(qiáng)度隨著埋入深度的增加而減少，在埋入深度小于60 cm時，接收的信號強(qiáng)度均大于-70 dBm。而當(dāng)埋入深度小于60 cm時，誤碼率始終為0，當(dāng)埋入深度進(jìn)一步增加時，誤碼率隨著深度的增加而增加。因此本文設(shè)計的無線溫濕度傳感器在質(zhì)量含水率5%的土壤中可埋入的最大深度為60 cm。

圖8 傳感器埋入深度對通信的影響 Fig.8 Influence of sensor embedding depth on received signal intensity

2.2.2土壤濕度

為進(jìn)一步確定土壤濕度對于本文所設(shè)計無線溫濕度傳感器通信性能的影響，從所監(jiān)測土壤中取出土壤樣本6份，每份體積約為30 L。每份土壤先用干燥箱干燥至恒質(zhì)量，然后將水與之混合并攪拌均勻。本文選擇無線傳感器埋入深度為60 cm，工作在915 MHz，土壤濕度設(shè)定在5%～30%之間，以5%的間隔共設(shè)置6個測試單位，對地面測試儀接收的信號強(qiáng)度和誤碼率進(jìn)行研究，測試結(jié)果如圖9所示。由圖9可知，接收信號強(qiáng)度隨著土壤濕度的增加而顯著降低，變化范圍為-80～-61 dBm。而當(dāng)土壤濕度小于10%時，誤碼率為0；當(dāng)土壤濕度在10%～15%之間時，誤碼率開始增加，隨后誤碼率增加速度趨于平緩。綜合考慮上述實(shí)驗(yàn)，在埋入深度為60 cm時，最大土壤濕度應(yīng)不超過20%。

圖9 土壤濕度對通信的影響 Fig.9 Influence of soil moisture on received signal intensity

從圖9可得，土壤的濕度對無源RFID傳感標(biāo)簽傳輸性能的影響較大，這主要是因?yàn)殡姶挪▊鬏斅窂綋p耗受土壤濕度影響較大。為進(jìn)一步增加本文所設(shè)計的無源RFID傳感器標(biāo)簽的使用范圍，在不改變本文傳感標(biāo)簽設(shè)計方案的前提下，可以采用多標(biāo)簽設(shè)置方案，利用標(biāo)簽天線的極化方向性，達(dá)到接收信號的最大利用。在土壤濕度超過20%的環(huán)境中，本文在同一測量點(diǎn)布置2個無源RFID傳感器標(biāo)簽，呈“T”型分布，其測試結(jié)果如圖10所示。由圖10可知，在改進(jìn)了無源RFID傳感器標(biāo)簽的布置方法之后，同樣的環(huán)境下，接收信號強(qiáng)度明顯上升，且在土壤濕度超過20%的情況下，其誤碼率顯著降低，最大誤碼率不超過0.045。另外，在高濕度環(huán)境下也可以通過改變RFID傳感標(biāo)簽的設(shè)計來改善標(biāo)簽的工作性能，如采用高增益高性能的RFID天線來增強(qiáng)標(biāo)簽的接收信號強(qiáng)度[20-21]，但會增加標(biāo)簽的設(shè)計和制造成本。

圖10 改進(jìn)傳感器布置方法后土壤濕度對通信的影響 Fig.10 Influence of soil moisture on received signal intensity after improved sensor placement

2.2.3通信距離

最大有效通信距離是無線溫濕度傳感器的重要性能參數(shù)之一。采用RFID測試儀對無線溫濕度傳感器的最大有效通信距離進(jìn)行測試，該測試儀距離地表高度為1 m?？紤]到正常農(nóng)田耕作深度在10～50 cm，本文將無線傳感器布置于深度為60 cm，濕度為20%(質(zhì)量含水率)的土壤中，測試場景示意圖見圖11。測試儀與溫濕度傳感器標(biāo)簽之間的距離以0.5 m為間隔依次增加，在每個測量點(diǎn)測試儀執(zhí)行1 000次讀取指令從溫濕度傳感器標(biāo)簽獲取數(shù)據(jù)，并計算每個測量點(diǎn)的通信成功率(成功通信次數(shù)與總通信次數(shù)之比)，測試結(jié)果如圖12所示。由文獻(xiàn)[22]可知，通信成功率在80%及以上時，可認(rèn)為該測量點(diǎn)距離為有效通信距離。由圖12可知，當(dāng)通信距離小于8 m時，通信成功率維持在接近100%，當(dāng)距離進(jìn)一步增加到8.7 m時，成功率下降到80%。因此在本文設(shè)計的無線溫濕度傳感器的最大通信距離為8.7 m。

圖11 最大通信距離測試場景示意圖 Fig.11 Measurement setup sketch of maximum communication distance

圖12 不同深度下的RFID通信成功率 Fig.12 RFID reading success rate under different embedding depths

2.2.4精確度測量

從農(nóng)田中取耕種層土壤5份，每份20 L，在每份土壤樣品中加入不同質(zhì)量的水并攪拌均勻，獲得濕度不同的5份土壤樣品，并置于密閉容器中存放24 h備用。將5份濕度不同的土壤樣本分別編號為1～5，用本文所設(shè)計的無線溫濕度傳感器對每個樣品每隔1 min檢測一次其溫度與濕度，共20次，計算其平均值。用標(biāo)定后的溫度器測得每個土壤樣品的溫度，并用烘干法測得其濕度作為標(biāo)準(zhǔn)值，以計算本文所設(shè)計的無線溫濕度傳感器的誤差，表2為溫度測量結(jié)果，表3為濕度測量結(jié)果。由表2可看出，本文設(shè)計的無線溫濕度傳感器測量得到的溫度與標(biāo)準(zhǔn)值之間的誤差在1.5%之內(nèi)，考慮到溫度傳感器自身的測量誤差以及無線通信過程中的干擾，本文設(shè)計的無線溫濕度傳感器的溫度測量性能滿足使用要求。由表3可以看出，本文設(shè)計的無線溫濕度傳感器測得的濕度與標(biāo)準(zhǔn)值之間的誤差小于1.0%，屬于可接受的誤差范圍。

表2 土壤溫度測量結(jié)果 Tab.2 Measurement results of soil temperature

表3 土壤濕度測量結(jié)果 Tab.3 Measurement results of soil humidity %

2.2.5技術(shù)手段對比

表4為常用的土壤溫度以及濕度測量的手段，并對比了它們的工作性能。就溫度測量而言，采用溫度計測量土壤溫度需要耗費(fèi)大量的人力資源。采用有線溫濕度傳感器測量土壤溫度以及濕度前期需要大量的布局布線，便利性差，維護(hù)成本高，不適合大規(guī)模的推廣應(yīng)用。目前測量土壤濕度的方法主要有兩大類：變動位置取樣測定(烘干法等)以及原位測定(中子法、傳感器法等)。烘干法原理簡單，精度高，但不能在線實(shí)現(xiàn)實(shí)時連續(xù)監(jiān)測；中子法能夠?qū)崿F(xiàn)在田間實(shí)時連續(xù)監(jiān)測，但是存在放射性物質(zhì)危害人體健康；基于傳感器的方法需要大量的前期布局布線，維護(hù)成本高；基于WSN節(jié)點(diǎn)的無線測量方法雖然相比于傳統(tǒng)方法精度有所降低，但得益于前期安裝周期短，維護(hù)成本低，適合大規(guī)模應(yīng)用，但是需要采用電池進(jìn)行供電，增加了使用成本。本文提出基于無線溫濕度傳感器的方法不僅綜合了WSN方法的優(yōu)點(diǎn)，且無需內(nèi)置電池供電，成本更低，工作壽命長。

表4 不同溫濕度測量技術(shù)手段對比 Tab.4 Comparison of different measurement methods of temperature and humidity

3 結(jié)束語

提出了一種基于無源RFID傳感標(biāo)簽的農(nóng)田土壤環(huán)境監(jiān)測方法。由于農(nóng)田土壤成分復(fù)雜，通過實(shí)驗(yàn)測量了所設(shè)計傳感標(biāo)簽埋入深度以及土壤含水率對電磁波傳輸損耗以及誤碼率的影響，確定了該標(biāo)簽可正常工作的基本條件，并對所設(shè)計的溫濕度傳感器標(biāo)簽進(jìn)行了通信性能及溫濕度測量性能的測試。結(jié)果表明，該傳感器標(biāo)簽具有良好的溫濕度測量性能，可在RFID系統(tǒng)中完成正常通信過程，在埋入深度為60 cm、濕度為20%的土壤中最大通信距離為8.7 m。將該傳感器標(biāo)簽與熱電偶同時放置于農(nóng)田土壤中進(jìn)行溫度測試實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，兩種不同測溫方式下的最大誤差不超過1.5%。使用烘干法測量土壤濕度，并與本文所設(shè)計的溫濕度傳感器標(biāo)簽的測量值進(jìn)行比較，結(jié)果表明，不同方式測得的土壤濕度誤差最大不超過1%。與現(xiàn)有農(nóng)田土壤環(huán)境無線監(jiān)測方法相比，具有成本低、壽命長、無污染、適合農(nóng)田土壤環(huán)境長期監(jiān)測和追蹤等顯著優(yōu)點(diǎn)。