隨著世界人口增加,農(nóng)業(yè)用水量需求越來越大,智慧農(nóng)業(yè)、精準農(nóng)業(yè)作已成為現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢。為利用頻域測量技術準確、穩(wěn)定、快速測量土壤含水量,本文采用一種高頻土壤含水量傳感器,結合NB-loT無線通信技術,設計一種高精度、易操作、低功耗、自動的土壤含水量測量系統(tǒng)。主要研究內容如下:（1）本文提出了一套基于高頻振蕩法土壤含水量測量系統(tǒng)方案,包括系統(tǒng)外部結構、硬件設計方案、軟件設計方案。通過建立傳感器探頭模型,從理論上分析高頻振蕩土壤含水量測量原理,為傳感器的研制提供理論依據(jù)。（2）系統(tǒng)硬件方案設計出了土壤含水量傳感器電路與NB-loT無線通信路。設計了工作頻率在75-100MHz高頻振蕩電路,解決了將土壤含水量轉化為振蕩信號頻率問題。通過電源完整性分析,完成傳感器電源系統(tǒng)去耦網(wǎng)絡設計,提高傳感器測試性能。通過分析與優(yōu)化PCB布局布線,提高傳感器靈敏度。設計一種高性能低通濾波網(wǎng)絡,采用添加超前相位補償方法設計實現(xiàn)。通過控制傳感器、存儲芯片等電路的電源供應,將整個系統(tǒng)休眠功耗降到最低。（3）系統(tǒng)軟件方案采用模塊化方法對軟件進行設計。以Keil uVision5為開發(fā)工具,分別設計并實現(xiàn)了系統(tǒng)軟... 

【文章來源】：北京工業(yè)大學北京市 211工程院校

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

土壤含水量測量系統(tǒng)結構圖

圖 2-2 系統(tǒng)硬件設計方案框圖Fig.2-2 System hardware design scheme block diagram部分主要功能為：路：將土壤體積含水量轉化為振蕩信號。路：接收振蕩器輸出的振蕩信號，對振蕩信號進行降波電路：濾除分頻信號中的高頻雜波，并且提高分頻集電路：采集環(huán)境溫度數(shù)據(jù)。：系統(tǒng)核心成分。完成信號的采集、計算且控制各電路塊：實現(xiàn)入網(wǎng)功能，將傳感器測量數(shù)據(jù)通過天線發(fā)送路：為系統(tǒng)提供準確的時鐘信息，并且具備整點報警量系統(tǒng)，實現(xiàn)測量系統(tǒng)定時 24h 采集一次數(shù)據(jù)。

第 2 章 系統(tǒng)方案設計及土壤含水量傳感器測量原理控芯片提供電源。OM 電路：系統(tǒng)每測完一次數(shù)據(jù)，包括土壤體積含水量、儲至 E2PROM。系統(tǒng)也能調取存儲數(shù)據(jù)，查看系統(tǒng)歷史測監(jiān)控電路：監(jiān)控電池電量是否充足。設計方案模塊化進行軟件設計，系統(tǒng)軟件設計方案框圖如圖 2-3 所

【參考文獻】：
期刊論文
[1]以色列水土資源高效利用農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展的啟示[J]. 易小燕,吳勇,尹昌斌,程明,張賡,鄭育鎖.  中國農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃. 2018(10)
[2]走線寄生效應分析[J]. 李萬華.  內燃機與配件. 2018(18)
[3]精準灌溉 水利用率大幅提升[J]. 蘆曉春.  農(nóng)業(yè)知識. 2018(25)
[4]土壤水分測量傳感器的發(fā)展與未來[J]. 石慶蘭.  高科技與產(chǎn)業(yè)化. 2018(05)
[5]用水器具產(chǎn)品標準與水效標準的發(fā)展之路[J]. 趙鋼.  標準生活. 2017(04)
[6]管式土壤水分傳感器探頭的研制[J]. 呂東,王新忠,劉飛,沙劉云.  農(nóng)機化研究. 2016(06)
[7]去耦電容特性阻抗反諧振點的分析與應用[J]. 馬秀榮,孔德升,吳健.  電子技術應用. 2013(09)
[8]塿土介電特性與水分檢測頻率及溫度影響[J]. 郭文川,張鵬,宋克鑫,韓文霆,許景輝.  排灌機械工程學報. 2013(08)
[9]涇惠渠灌區(qū)土壤水分動態(tài)變化研究綜述[J]. 徐春燕.  地下水. 2012(02)
[10]幾種常用土壤含水量測定方法的研究進展[J]. 張曉虎,李新平.  陜西農(nóng)業(yè)科學. 2008(06)

博士論文
[1]土壤水分快速測量方法及其應用技術研究[D]. 趙燕東.中國農(nóng)業(yè)大學 2002

碩士論文
[1]USB3.0數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)信號完整性研究[D]. 卓慶坤.哈爾濱工程大學 2016
[2]土壤含水量和電導率的多功能傳感器的研制[D]. 李東南.哈爾濱工業(yè)大學 2012
[3]公路路基滲水性測量方法研究[D]. 孫大成.西安電子科技大學 2009



本文編號：3312917