隨著現(xiàn)代裝備技術(shù)的發(fā)展和農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的需求,精準(zhǔn)快速的土壤水分檢測(cè)方法是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展基礎(chǔ),針對(duì)土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)智能墑情檢測(cè)中的應(yīng)用,本文結(jié)合微波技術(shù)和傳輸線理論,圍繞駐波率法,研究實(shí)現(xiàn)了通過檢測(cè)駐波電壓來間接檢測(cè)土壤水分含量的方法。針對(duì)現(xiàn)有方法研究的不足,本文結(jié)合理論基礎(chǔ),以烘干法為標(biāo)準(zhǔn),在傳感器不同探針長(zhǎng)度結(jié)構(gòu)下,測(cè)量了標(biāo)定土壤水分時(shí)的駐波電壓,根據(jù)實(shí)驗(yàn)獲得的散點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了曲線擬合,根據(jù)擬合誤差選取了最佳傳感器探針長(zhǎng)度。根據(jù)本文得出的數(shù)學(xué)模型對(duì)貴州壤土進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試,并作數(shù)據(jù)對(duì)比,通過實(shí)驗(yàn)達(dá)到了傳感器精度提升的目的。用貴州壤土得到的傳感器模型測(cè)量湖北砂土,并分析測(cè)量誤差,驗(yàn)證了本文研究的土壤水分傳感器對(duì)不同類型土壤的通用性;與市場(chǎng)上常用的FD型土壤水分傳感器作對(duì)比并分析測(cè)量誤差,通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了本文所研究的土壤水分傳感器在測(cè)量精度上的優(yōu)勢(shì)。通過分析環(huán)境溫度對(duì)傳感器理論模型中介電常數(shù)的影響,引入二維回歸分析法對(duì)傳感器進(jìn)行了溫度補(bǔ)償,并與不同含水量的土壤進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)對(duì)比,驗(yàn)證了本文所用的溫度補(bǔ)償方法對(duì)土壤水分傳感器在不同環(huán)境溫度下精度的提升。針對(duì)土壤水分傳感器在農(nóng)業(yè)墑情和智能灌溉中的應(yīng)用,...

【文章頁(yè)數(shù)】：77 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 土壤水分傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
    1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容
    1.5 論文的組織結(jié)構(gòu)
    1.6 本章小結(jié)
第二章 駐波率法測(cè)量土壤水分的理論分析
    2.1 現(xiàn)代土壤水分檢測(cè)技術(shù)概述
    2.2 介電法測(cè)量土壤水分的理論基礎(chǔ)
        2.2.1 土壤及電介質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí)
        2.2.2 介電常數(shù)
        2.2.3 介電常數(shù)測(cè)量的通用模型
        2.2.4 土壤介電常數(shù)與土壤水分
        2.2.5 傳感器信號(hào)源頻率的選擇
    2.3 基于駐波率原理的土壤水分測(cè)量方法
        2.3.1 傳感器結(jié)構(gòu)
        2.3.2 駐波電壓和負(fù)載阻抗關(guān)系模型的建立
        2.3.3 探針阻抗和介電常數(shù)關(guān)系模型的建立
        2.3.4 探針的特征阻抗模型
    2.4 探針結(jié)構(gòu)的理論分析
        2.4.1 探針直徑和探針間距的選擇
        2.4.2 探針長(zhǎng)度的選擇
    2.5 本章小結(jié)
第三章 土壤水分傳感器建模與實(shí)驗(yàn)分析
    3.1 實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備與實(shí)驗(yàn)環(huán)境介紹
    3.2 烘干法制作土壤樣本
    3.3 土壤探針長(zhǎng)度對(duì)比實(shí)驗(yàn)
        3.3.1 曲線的擬合方法
        3.3.2 土壤水分傳感器探針長(zhǎng)度的選擇
    3.4 壤土的一致性實(shí)驗(yàn)
    3.5 砂土的對(duì)比實(shí)驗(yàn)
    3.6 FD型土壤水分傳感器的對(duì)比實(shí)驗(yàn)
    3.7 本章小結(jié)
第四章 土壤水分傳感器的溫度補(bǔ)償
    4.1 溫度對(duì)土壤介電特性的影響
    4.2 溫度補(bǔ)償算法的確立
        4.2.1 硬件補(bǔ)償和軟件補(bǔ)償
        4.2.2 二維回歸分析法基本原理
        4.2.3 二維回歸方程的建立
    4.3 土壤溫濕度數(shù)據(jù)融合實(shí)驗(yàn)
        4.3.1 實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備
        4.3.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)試
        4.3.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 土壤水分檢測(cè)系統(tǒng)的研制
    5.1 土壤水分檢測(cè)系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)
        5.1.1 主控制器及電源電路設(shè)計(jì)
        5.1.2 信號(hào)源模塊電路設(shè)計(jì)
        5.1.3 檢波電路的設(shè)計(jì)
        5.1.4 其他電路設(shè)計(jì)
    5.2 土壤水分檢測(cè)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
        5.2.1 開發(fā)環(huán)境介紹
        5.2.2 主程序
        5.2.3 其他程序模塊
    5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 工作總結(jié)
    6.2 工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
攻讀學(xué)位期間科研成果和榮譽(yù)
圖版



本文編號(hào)：3826652