本技术涉及无线信道建模领域，尤其涉及一种果园信道路径损耗建模方法、相应的装置、电子设备及计算机可读存储介质。
背景技术：
1、无线传感器网络是由大量分布在空间中的无线传感器节点组成的网络。随着无线通信技术的飞速发展，无线传感器网络在农业环境监测中得到了广泛的应用。通过传感器采集环境信息，如温度、湿度、土壤水分等，并通过无线信道将信息传输到计算机中，实现对环境的实时监测。
2、路径损耗模型是用在无线通信系统中的方法和算法，主要目的是预测信号分布以及信号在不同距离处的衰减程度，路径损耗模型能够对各种不同类型的室外环境的无线通信系统的接收信号强度进行预测。经验路径损耗模型是经常应用在实际工作中的信道模型，对多个特性类似的环境进行测量，再将特定环境下给定距离处的测量结果进行平均，根据结果构建经验路径损耗模型。当前山地丘陵果园的路径损耗模型大多基于单一理论路径损耗模型进行改进，并且未将山地丘陵地区地势起伏作为建立路径损耗模型的考虑因素。然而山地丘陵地区地势复杂，果树栽植高度落差较大，会严重影响路径损耗模型的准确性。
3、综上所述，适应现有技术中山地丘陵地区地势复杂，果树栽植高度落差较大，会严重影响路径损耗模型的准确性等问题，本技术人出于解决该问题的考虑做出相应的探索。
技术实现思路
1、本技术的目的在于解决上述问题而提供一种果园信道路径损耗建模方法、相应的装置、电子设备及计算机可读存储介质。
2、为满足本技术的各个目的，本技术采用如下技术方案：
3、适应本技术的目的之一而提出的一种果园信道路径损耗建模方法，包括：
4、响应信道路径损耗建模指令，获取接收机相对于发射机的不同高度及不同水平距离的实际路径损耗值、发射机的发射功率、接收机的接收功率；
5、确定山地丘陵果园中各个坡上果树底部与坡下果树底部的地表高度之间的差值的平均值或标准差，根据所述平均值或标准差确定所述山地丘陵果园相对应的上坡度高度变化值；
6、根据接收机相对于发射机的不同高度及不同水平距离的实际路径损耗值、发射机的发射功率、接收机的接收功率以及所述上坡度高度变化值，构建果园信道路径损耗模型；
7、将接收机相对于发射机的高度以及水平距离输入至预训练的果园信道路径损耗模型，确定所述山地丘陵果园中待测量点的路径损耗值，以完成山地丘陵果园信道路径损耗的建模。
8、可选的，根据接收机相对于发射机的不同高度及不同水平距离的实际路径损耗值、发射机的发射功率、接收机的接收功率以及所述上坡度高度变化值，构建果园信道路径损耗模型的步骤，包括：
9、基于所述不同高度及不同水平距离的实际路径损耗值构建理论路径损耗模型，根据所述山地丘陵果园相对应的上坡度高度变化值构建纵向路径损耗模型；
10、将纵向路径损耗模型与理论路径损耗模型相加，得到所述果园信道路径损耗模型。
11、可选的，基于所述不同高度及不同水平距离的实际路径损耗值构建理论路径损耗模型的步骤,包括：
12、所述理论路径损耗模型包括free space模型、itu-r模型、pe模型以及fitu-r模型的一项或任意多项。
13、可选的，基于所述不同高度及不同水平距离的实际路径损耗值构建理论路径损耗模型的步骤,包括：
14、所述free space模型表达式为pl(db)＝-27.65+20×lgf+20×lgd，其中，f为电磁波频率，单位为mhz，d为发送端与接收端的距离；
15、所述itu-r模型表达式为pl(db)＝0.2×f0.3×d0.8，其中，f为电磁波频率，d为发送端与接收端的距离；
16、所述pe模型表达式为pl(db)＝40lgd-20lght-20lghr,其中，d为发送端与接收端的距离，单位为m，ht为发射端高度，hr为接收端高度；
17、所述fitu-r模型表达式为其中，f为电磁波频率，d为发送端与接收端的距离。
18、可选的，根据所述山地丘陵果园相对应的上坡度高度变化值构建纵向路径损耗模型的步骤，包括：
19、所述纵向路径损耗模型为：
20、plpor(db)＝ad2+bd+c,
21、其中，d为发射端与接收端的坡面高度差，a、b以及c为模型参数。
22、可选的，将纵向路径损耗模型与理论路径损耗模型相加，得到所述果园信道路径损耗模型的步骤，包括：
23、将不同高度及不同水平距离输入至预设的理论路径损耗模型，得到山地丘陵果园在理论路径损耗模型下的路径损耗，分别计算每个理论路径损耗模型与实际路径损耗的均方根误差，选取在横向方向和纵向方向上平均均方根误差最小的路径损耗模型作为后续优化的理论路径损耗模型。
24、可选的，训练所述果园信道路径损耗模型的步骤，包括：
25、确定预设的目标函数，将所述目标函数设置为横向方向和纵向方向上理论路径损耗模型的预测值与实际值之间的平均均方根误差值，以确定最优参数使均方根误差值最小；
26、调用预设的模拟退火算法，得到最优的参数组合以及均方根误差值，选取均方根误差值最小的一组参数，以确定最终的果园信道路径损耗模型。
27、适应本技术的另一目的而提供的一种果园信道路径损耗建模装置，包括：
28、路径损耗获取模块，设置为响应信道路径损耗建模指令，获取接收机相对于发射机的不同高度及不同水平距离的实际路径损耗值、发射机的发射功率、接收机的接收功率；
29、高度变化确定模块，设置为确定山地丘陵果园中各个坡上果树底部与坡下果树底部的地表高度之间的差值的平均值或标准差，根据所述平均值或标准差确定所述山地丘陵果园相对应的上坡度高度变化值；
30、损耗模型构建模块，设置为根据接收机相对于发射机的不同高度及不同水平距离的实际路径损耗值、发射机的发射功率、接收机的接收功率以及所述上坡度高度变化值，构建果园信道路径损耗模型；
31、路径损耗确定模块，设置为将接收机相对于发射机的高度以及水平距离输入至预训练的果园信道路径损耗模型，确定所述山地丘陵果园中待测量点的路径损耗值，以完成山地丘陵果园信道路径损耗的建模。
32、适应本技术的另一目的而提供的一种电子设备，包括中央处理器和存储器，所述中央处理器用于调用运行存储于所述存储器中的计算机程序以执行本技术所述果园信道路径损耗建模方法的步骤。
33、适应本技术的另一目的而提供的一种计算机可读存储介质，其以计算机可读指令的形式存储有依据所述果园信道路径损耗建模方法所实现的计算机程序，该计算机程序被计算机调用运行时，执行相应的方法所包括的步骤。
34、相对于现有技术，本技术针对现有技术中山地丘陵地区地势复杂，果树栽植高度落差较大，会严重影响路径损耗模型的准确性等问题，本技术包括但不限于如下有益效果：
35、其一，本技术所构建的果园信道路径损耗模型能够在果树栽植高度落差较大的山地丘陵果园中准确、快速地预测信号分布以及信号在不同距离处的衰减程度；
36、其二，本技术所构建的果园信道路径损耗模型通过准确、快速地预测信号分布以及信号在不同距离处的衰减程度，能够准确、快速地进行无线传感器网络传感器节点的部署，合理的节点部署能够得到更加准确的预测信号，而且节省成本；
37、进一步的，本技术所构建的果园信道路径损耗模型有助于实现精准农业管理，提高农作物的产量和质量，同时节约资源、降低成本，对农业生产具有重要的意义。
1.一种果园信道路径损耗建模方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的果园信道路径损耗建模方法，其特征在于，根据接收机相对于发射机的不同高度及不同水平距离的实际路径损耗值、发射机的发射功率、接收机的接收功率以及所述上坡度高度变化值，构建果园信道路径损耗模型的步骤，包括：
3.根据权利要求2所述的果园信道路径损耗建模方法，其特征在于，基于所述不同高度及不同水平距离的实际路径损耗值构建理论路径损耗模型的步骤,包括：
4.根据权利要求3所述的果园信道路径损耗建模方法，其特征在于，基于所述不同高度及不同水平距离的实际路径损耗值构建理论路径损耗模型的步骤,包括：
5.根据权利要求2所述的果园信道路径损耗建模方法，其特征在于，根据所述山地丘陵果园相对应的上坡度高度变化值构建纵向路径损耗模型的步骤，包括：
6.根据权利要求2所述的果园信道路径损耗建模方法，其特征在于，将纵向路径损耗模型与理论路径损耗模型相加，得到所述果园信道路径损耗模型的步骤，包括：
7.根据权利要求2所述的果园信道路径损耗建模方法，其特征在于，训练所述果园信道路径损耗模型的步骤，包括：
8.一种果园信道路径损耗建模装置，其特征在于，包括:
9.一种电子设备，包括中央处理器和存储器，其特征在于，所述中央处理器用于调用运行存储于所述存储器中的计算机程序以执行如权利要求1至7中任意一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其以计算机可读指令的形式存储有依据权利要求1至7中任意一项所述的方法所实现的计算机程序，该计算机程序被计算机调用运行时，执行相应的方法所包括的步骤。
