農(nóng)田土壤的水分和緊實(shí)度是農(nóng)作物生長(zhǎng)過(guò)程中的兩個(gè)重要參數(shù),而表層(0～5cm)土壤水分和緊實(shí)度是影響雨水入滲、種子發(fā)芽、破土率的重要因素。當(dāng)前土壤水分和緊實(shí)度傳感器采用插入式測(cè)量探針結(jié)構(gòu),只能測(cè)量一定深度以下的土壤水分和緊實(shí)度。該研究針對(duì)表層土壤測(cè)量中水分和緊實(shí)度的測(cè)量需要,研制了表層土壤水分與緊實(shí)度復(fù)合測(cè)量系統(tǒng),包括傳感器研制和數(shù)據(jù)采集顯示平臺(tái)設(shè)計(jì),最終實(shí)現(xiàn)表層土壤容積含水率、質(zhì)量含水率、容重三個(gè)參數(shù)測(cè)量。該文的研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)如下:該研究根據(jù)土壤介電理論,采用FD(Frequency Domain)定頻阻抗測(cè)量法,設(shè)計(jì)表貼式平行電極探針以及土壤水分測(cè)量傳感器,完成對(duì)表層土壤容積含水率的測(cè)量。通過(guò)一系列的土壤水分標(biāo)定、靈敏度試驗(yàn),傳感器輸出和容積含水率之間的線性擬合確定系數(shù)R2達(dá)到0.9337,均方根誤差RMSE為0.028。從土壤緊實(shí)度定義入手,采用平板下壓法,設(shè)計(jì)土壤緊實(shí)度傳感器,獲取表層土壤緊實(shí)度信息。建立出表層土壤機(jī)械阻力、土壤水分、容重之間的耦合模型,根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù),得到模型參數(shù),解析出表層土壤質(zhì)量含水率和土壤容重?cái)?shù)據(jù)。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證,該研究的復(fù)合測(cè)量系統(tǒng)對(duì)土壤質(zhì)量含水率預(yù)測(cè)決定...

【文章頁(yè)數(shù)】：71 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1. 緒論
    1.1. 研究背景及意義
    1.2. 土壤水分與緊實(shí)度測(cè)量的研究現(xiàn)狀
        1.2.1. 國(guó)內(nèi)外土壤水分測(cè)量的研究現(xiàn)狀
        1.2.2. 國(guó)內(nèi)外土壤緊實(shí)度測(cè)量的研究現(xiàn)狀
        1.2.3. 國(guó)內(nèi)外復(fù)合測(cè)量的研究現(xiàn)狀
    1.3. 研究目標(biāo)與內(nèi)容
        1.3.1. 研究目標(biāo)
        1.3.2. 研究?jī)?nèi)容
2. 表層土壤水分與緊實(shí)度復(fù)合測(cè)量理論基礎(chǔ)
    2.1. 土壤水分相關(guān)概念
        2.1.1. 土壤水分形態(tài)分類
        2.1.2. 土壤含水率分類
    2.2. 表層土壤水分測(cè)量方法
        2.2.1. 土壤介電理論
        2.2.2. 土壤—探針等效阻抗模型
        2.2.3. 土壤—探針等效阻抗變換
    2.3. 土壤緊實(shí)度描述指標(biāo)
    2.4. 表層土壤緊實(shí)度測(cè)量方法
        2.4.1. 土壤力學(xué)性質(zhì)
        2.4.2. 土壤含水量對(duì)土壤緊實(shí)度的影響
    2.5. 表層土壤水分與緊實(shí)度復(fù)合測(cè)量理論分析
    2.6. 本章小結(jié)
3. 復(fù)合測(cè)量系統(tǒng)傳感器設(shè)計(jì)
    3.1. 傳感器硬件及機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案
        3.1.1. 硬件設(shè)計(jì)方案
        3.1.2. 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案
    3.2. 表層土壤水分傳感器電路
        3.2.1. 振蕩及檢波電路
        3.2.2. 放大調(diào)理電路
    3.3. 表層土壤緊實(shí)度傳感器電路
        3.3.1. 壓力傳感器電路
        3.3.2. 容柵位移傳感器電路
    3.4. 微處理器控制及外圍模塊電路
        3.4.1. 最小系統(tǒng)電路
        3.4.2. 供電及電源電路
        3.4.3. 參考電壓電路
        3.4.4. 日歷定時(shí)電路
        3.4.5. 存儲(chǔ)芯片電路
        3.4.6. 藍(lán)牙通信電路
    3.5. 本章小結(jié)
4. 復(fù)合測(cè)量系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
    4.1. 傳感器控制軟件設(shè)計(jì)
        4.1.1. 傳感器主程序設(shè)計(jì)
        4.1.2. 通訊協(xié)議軟件設(shè)計(jì)
        4.1.3. AD數(shù)據(jù)采集軟件設(shè)計(jì)
        4.1.4. 各工作模式軟件設(shè)計(jì)
    4.2. PC端數(shù)據(jù)采集顯示平臺(tái)軟件設(shè)計(jì)
        4.2.1. 實(shí)時(shí)曲線顯示界面
        4.2.2. 采集功能界面
    4.3. Android端數(shù)據(jù)采集顯示平臺(tái)軟件設(shè)計(jì)
        4.3.1. 實(shí)時(shí)曲線顯示界面
        4.3.2. 采集功能界面
    4.4. 本章小結(jié)
5. 表層土壤水分與緊實(shí)度復(fù)合測(cè)量試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果分析
    5.1. 土壤水分傳感器試驗(yàn)
        5.1.1. 靈敏度試驗(yàn)
        5.1.2. 標(biāo)定試驗(yàn)
    5.2. 土壤緊實(shí)度傳感器試驗(yàn)
    5.3. 表層土壤水分與緊實(shí)度復(fù)合測(cè)量試驗(yàn)
        5.3.1. 復(fù)合測(cè)量按壓試驗(yàn)
        5.3.2. 復(fù)合測(cè)量結(jié)果分析
    5.4. 本章小結(jié)
6. 總結(jié)與展望
    6.1. 總結(jié)
    6.2. 展望
參考文獻(xiàn)
個(gè)人簡(jiǎn)介
導(dǎo)師簡(jiǎn)介
獲得成果目錄
致謝



本文編號(hào)：3839430