太陽(yáng)能土壤水分監(jiān)測(cè)儀的研制.pdf

1、我國(guó)水資源緊缺,人均水資源占有率低,同時(shí)我國(guó)又是農(nóng)業(yè)大國(guó),農(nóng)業(yè)用水占全國(guó)用水的70%,農(nóng)田灌溉耗水占農(nóng)業(yè)用水90%,所以國(guó)家必須大力提倡合理灌溉和精量灌溉,這樣不但有利于節(jié)約水資源,同時(shí)又能夠提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì),改善生態(tài)環(huán)境。要節(jié)約水資源,首先要對(duì)農(nóng)田的土壤水分狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。開(kāi)發(fā)一種節(jié)能,低碳環(huán)保,靈敏度高,性能穩(wěn)定,適用性廣的土壤水分實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)儀,是實(shí)現(xiàn)合理灌溉,精量灌溉的基礎(chǔ)和技術(shù)保證。本論文主要開(kāi)展的工作如下:
　　 (

2、1)通過(guò)查閱大量文獻(xiàn),對(duì)國(guó)內(nèi)外土壤水分測(cè)量方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了比較分析,利用高頻電場(chǎng)理論設(shè)計(jì)制作了土壤水分傳感器,并對(duì)土壤水分傳感器的最佳工作頻率進(jìn)行了研究,最后選用50MHz高頻信號(hào)作為該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的信號(hào)源,該信號(hào)源的工作電壓為5V。
　　 (2)設(shè)計(jì)制作了信號(hào)采集,調(diào)理以及顯示電路。被測(cè)土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)通過(guò)液晶顯示,同時(shí)系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)存儲(chǔ)監(jiān)測(cè)到的土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)。
　　 (3)用重慶地區(qū)的黃壤和紫色土,分別對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定。不同含水

3、率條件下,系統(tǒng)測(cè)得的電壓值與含水率呈線性關(guān)系,通過(guò)MATLAB擬合出黃壤與紫色土含水率的數(shù)學(xué)模型,將其代入MPLAB中燒寫(xiě)于單片機(jī)內(nèi)。該系統(tǒng)可用于監(jiān)測(cè)重慶地區(qū)黃壤與紫色土的土壤水分變化。
　　 (4)系統(tǒng)采用太陽(yáng)能電池間接供電。通過(guò)太陽(yáng)能電池管理電路給鋰電池充電,并利用高效的升壓或降壓模塊達(dá)到系統(tǒng)所需要的5V穩(wěn)定直流電壓。系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)對(duì)鋰電池電壓進(jìn)行監(jiān)控,當(dāng)供電鋰電池電壓值低于閾值,切換另一塊電池進(jìn)行供電,并對(duì)該電池充電,以確保充