基于STC90C51单片机的土壤水分检测系统设计与开发
2014-03-21
塔里木大学学报 2014年2期
(塔里木大学信息工程学院, 新疆 阿拉尔 843300)
随着现代科学技术在农业生产中的应用不断深入发展,实时获取农田土壤的相关信息(如土壤的含水率)对实施精准农业变得越来越重要。土壤含水率是农业生产中一项重要参数,土壤水分的细微变化对农作物的生长产生极大的影响[1]。因此,根据实测土壤水分含量的动态变化状况进行墒情监测和节水灌溉,对实施精准农业、节水灌溉以及提高农业生产效益具有重要的经济和社会价值。
目前,土壤水分含量的检测方法很有多种,如烘干法、中子法、γ射线法、时域反射仪法、频域发射仪法、张力仪法、干湿计法等[2]。烘干法虽然是最普遍的方法,也是目前国际上的标准方法[3],但在取样的时候会破坏土壤,费时、费力,无法实现实时连续监测。γ射线法是由Bernhard等人(1950年)提出,它是利用γ射线透射土壤后的衰减程度并加以校正,从而计算得到土壤水分含量。该方法虽然可以在不破坏土壤结构的情况下快速、准确的检测,但是放射性物质存在安全问题[2]。时域反射法TDR(Time Domain reflectometry)是通过测定土壤的介电常数(ε),从而反演得到土壤含水量(θv)。但是,TDR电路复杂,价格昂贵,不适宜盐碱土土壤测量。频域反射法FDR(Frequency Domain Reflectometry)通过测得振荡电路的频率,从而建立土壤的介电常数和土壤含水率之间的对应关系来计算得到土壤含水量。FDR能自动、连续地监测土壤含水量,具有更广的工作频率范围;同时具有快速、准确、精度高等优点。因此被广泛应用在农田土壤水分的检测上。……
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