【摘要】：保護(hù)性耕作是保護(hù)環(huán)境、提高土壤質(zhì)量的現(xiàn)代化耕作模式,而土壤環(huán)境各指標(biāo)測(cè)量對(duì)指導(dǎo)農(nóng)作物種植和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重大意義。目前,土壤環(huán)境參數(shù)測(cè)量的方法和裝置有很多,但是針對(duì)保護(hù)性耕作農(nóng)用地的土壤環(huán)境參數(shù)測(cè)量裝置較少。而適用于保護(hù)性耕作在融凍期的土壤環(huán)境參數(shù)的測(cè)量裝置就更奇缺了。本文針對(duì)上述問題,設(shè)計(jì)了一套可用于保護(hù)性耕作融凍期的土壤環(huán)境參數(shù)測(cè)量裝置。該裝置綜合運(yùn)用傳感器技術(shù)、無線通信技術(shù)和嵌入式測(cè)控技術(shù)等多種技術(shù),在硬件開發(fā)設(shè)計(jì)中構(gòu)建了凍土厚度監(jiān)測(cè)、土壤溫度監(jiān)測(cè)和土壤濕度監(jiān)測(cè)等模塊實(shí)現(xiàn)了保護(hù)性耕作土壤環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。本文的主要研究?jī)?nèi)容和取得的成果如下:(1)在綜合分析土壤參數(shù)測(cè)量裝置國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,確定了保護(hù)性耕作土壤參數(shù)測(cè)量裝置總體設(shè)計(jì)方案,并對(duì)裝置的相關(guān)關(guān)鍵性技術(shù)進(jìn)行了研究。(2)本文對(duì)裝置的軟硬件進(jìn)行了合理設(shè)計(jì)。裝置以嵌入式芯片STM32作為土壤參數(shù)采集終端核心處理器,根據(jù)空氣、水、冰以及固態(tài)土壤的電導(dǎo)率存在差異來實(shí)現(xiàn)凍土厚度信息的實(shí)時(shí)采集,運(yùn)用土壤水分傳感器、地溫測(cè)量傳感器實(shí)現(xiàn)了土壤含水率和土壤溫度等參數(shù)的測(cè)量。該裝置設(shè)計(jì)中,以GPRS DTU模塊作為土壤環(huán)境參數(shù)采集終端和遠(yuǎn)程服務(wù)器的無線通信連接設(shè)備,實(shí)現(xiàn)了土壤環(huán)境基本參數(shù)的遠(yuǎn)程傳輸、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)以及遠(yuǎn)程存儲(chǔ)等功能。(3)基于VB和Access技術(shù)開發(fā)了一套遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)——保護(hù)性耕作土壤環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用DAO(Data Access Objects)技術(shù)訪問Access數(shù)據(jù)庫,運(yùn)用TCP/IP協(xié)議來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸,具有多個(gè)功能界面,可以實(shí)現(xiàn)土壤參數(shù)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、歷史存儲(chǔ)數(shù)據(jù)查詢與分析、數(shù)據(jù)報(bào)表生成等多種功能。(4)分別開展了等效電阻傳感器測(cè)量試驗(yàn)、系統(tǒng)通信測(cè)試試驗(yàn)以及田間測(cè)試試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明,本文設(shè)計(jì)利用等效電阻測(cè)量法測(cè)量?jī)鐾梁穸确椒ū葻犭娕紲囟扔?jì)測(cè)量法、凍深管測(cè)量法具有更高的測(cè)量精度和準(zhǔn)確率;本文設(shè)計(jì)的裝置運(yùn)行性能穩(wěn)定,遠(yuǎn)程通信質(zhì)量安全、可靠,遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)土壤參數(shù)信息,并對(duì)其儲(chǔ)存分析,所用傳感器完全可以滿足數(shù)據(jù)測(cè)量的精度要求,裝置可以滿足遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)的具體要求,具有很高的實(shí)用價(jià)值。
【圖文】：

第二章 融凍土壤的環(huán)境監(jiān)測(cè)裝置總體方案設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，越來越多的土壤環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)被廣大學(xué)者、工廠、研究員用，為現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展帶來了新的模式，但針對(duì)保護(hù)性耕作農(nóng)用地的土壤裝置較少，而適用于保護(hù)性耕地在融凍期的土壤參數(shù)測(cè)量裝置就更奇缺了下本文提出了一種適用于保護(hù)性耕地在融凍期的土壤環(huán)境參數(shù)測(cè)量裝置。題研究的保護(hù)性耕作土壤環(huán)境測(cè)量裝置，包括土壤參數(shù)采集終端和遠(yuǎn)程服務(wù)兩大部分，如圖 2.1 所示。

如歐洲科學(xué)家發(fā)明的激光測(cè)冰層厚度傳感器，，在度可達(dá) 0.1mm。人工測(cè)量法是指人為的在凍土上鑿出一個(gè)縱厚度。該方法測(cè)量較為直接，測(cè)量精度較高，但存在勞動(dòng)力強(qiáng)點(diǎn)測(cè)量。基于介質(zhì)物理特性差異測(cè)量法，是根據(jù)空氣、固態(tài)土來實(shí)現(xiàn)凍土厚度測(cè)量，如崔麗琴、秦建敏等人應(yīng)用同平面多電度檢測(cè)[48]。效電阻傳感器用來測(cè)量保護(hù)性耕作融凍期的凍土厚度，該測(cè)量及固態(tài)土壤的電導(dǎo)率存在差異來實(shí)現(xiàn)測(cè)量的。研究表明，自等）均含有導(dǎo)電離子，在常溫下是導(dǎo)電的，且隨著溫度降低，升高，一般其電阻值在幾十歐姆到幾百 K 之間變化。在零下很大，以致于不少學(xué)者將其視為絕緣體處理。但相關(guān)學(xué)者研究（0～-20℃）依然存在導(dǎo)電能力，由于相對(duì)于水表現(xiàn)較為微弱 2.2 試驗(yàn)所得的冰導(dǎo)電特性曲線。該圖表明在一定溫度范圍內(nèi)而升高[49-50]。
【學(xué)位授予單位】：吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP274;S152

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 宋國(guó)輝;;對(duì)農(nóng)業(yè)保護(hù)性耕作技術(shù)的推廣及應(yīng)用的分析[J];吉林農(nóng)業(yè);2012年09期

2 祁順;;互助縣發(fā)展保護(hù)性耕作存在的問題及對(duì)策[J];農(nóng)業(yè)技術(shù)與裝備;2012年21期

3 趙文平;梁世聞;孟憲偉;孫景蓮;;推廣保護(hù)性耕作技術(shù)的戰(zhàn)略思考[J];科技信息(科學(xué)教研);2007年29期

相關(guān)會(huì)議論文 前2條

1 吳學(xué)伍;;巧算等效電阻[A];'2000系統(tǒng)仿真技術(shù)及其應(yīng)用學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2000年

2 戴心銳;韓忠;王小勇;;“黑盒子”實(shí)驗(yàn)典型題例分析與檢測(cè)[A];第六屆全國(guó)高等學(xué)校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)研討會(huì)論文集（下冊(cè)）[C];2010年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前1條

1 江西 艾建春;也談《復(fù)雜混聯(lián)電阻》的計(jì)算化簡(jiǎn)方法[N];電子報(bào);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 胡少迪;基于等效電阻建模的電力設(shè)備載流故障預(yù)警技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2017年

2 杜曉燕;基于3D傳感器的掃描儀研制[D];鄭州大學(xué);2017年

3 王超;基于手機(jī)傳感器的室內(nèi)導(dǎo)航定位研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京);2017年

4 張楠;基于非穿戴式傳感器的多用戶室內(nèi)活動(dòng)識(shí)別研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2017年

5 周治利;基于概率假設(shè)密度的多傳感器多目標(biāo)跟蹤技術(shù)研究[D];杭州電子科技大學(xué);2017年

6 孫笑;基于機(jī)器視覺的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)喚醒機(jī)制[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2017年

7 趙國(guó)龍;超低頻隔振中絕對(duì)速度信號(hào)低頻帶擴(kuò)展技術(shù)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2017年

8 盧澤錦;基于特種光學(xué)反射隔膜的光纖F-P傳感器的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2017年

9 薛峰濤;基于智能手機(jī)傳感器的行為檢測(cè)研究與應(yīng)用[D];西南大學(xué);2017年

10 魯麗媛;基于核酸適體傳感器的赭曲霉毒素A檢測(cè)方法研究[D];河南工業(yè)大學(xué);2017年

本文編號(hào)：2654459