基于无线射频和GPRS网络的林火监测数据采集电路设计

　　3系统性能分析

　　本文提供的解决方案是为了解决基于蓝牙4.0的设备的通信问题，所以必须关注于影响其通信的几个关键因素：信号强度、设备发现时间、稳定性和误报率。

　　3. 1信号强度与距离的关系

　　信号强度是决定蓝牙4.0通信质量的最重要因素之一，为了明确实际的信号强度衰减情况，进行了深入的实际数据测量。信号强度与距离的关系的原始数据图如图3所示。在图3中，蓝色交叉点显示的是492组数据，从图3中可以看出信号强度总体走势较为明显，相同距离下的数据相对集中，部分数据有波动现象。

　　图3 信号强度与距离的关系的原始数据图

　　为了更好的分析图3中的数据，需要对数据进行处理。首先以距离为依据，对同一距离下的6项信号强度数据进行均值处理，然后对处理后的数据进行数据拟合，得到信号强度与距离的关系图。

　　信号强度与距离的关系图如图4所示。在图4中，红色交叉点表示对同一距离下的6项信号强度数据进行均值处理后的82组数据，蓝色线条表示对该82组数据进行拟合后的曲线。从图4中可以看出信号强度在1米以内迅速衰减，之后随着距离的增加逐渐缓慢衰减，并且衰减过程中呈现波动趋势。

　　图4 信号强度与距离的关系图

　　根据图4中信号强度与距离所呈现的规律，可以用于蓝牙测距方面的应用，在实现上需要考虑蓝牙信号强度本身的波动性因素，采用多次采样和历史数据校正等方式来合理处理数据，以获取可用的有效数据，提升系统本身的稳定性。

　　3.2设备发现时间与距离的关系

　　设备发现时间是评价蓝牙4.0通信质量的另一个最重要因素。在使用蓝牙设备时，通信之前的第一步工作就是扫描蓝牙设备，然而扫描过程中设备发现时间与距离存在极大的关联，为了明确该内在关系，进行了深入的实际数据测量。整理后的设备发现时间与距离的关系的统计数据如表1所示。

　　表1

　　从表1中不难看出，总体趋势是距离越近，设备发现时间越短;距离越远，设备发现时间越长。当距离超出10 m时，设备发现的时间非常长或者不能发现设备，所以在实际的应用上需要考虑系统的性能参数，选择合适的通信距离。