活立木水环境实时监测系统设计与开发
发布时间：2021-06-09 15:04
近年来,精准灌溉在我国农林业中的应用越来越普及,其生产方式逐步由粗放型向集约型进行转变,随着信息技术与传感器技术突飞猛进的发展,林业信息智能检测与控制系统逐渐完善。综合土壤水分、茎干水分、空气湿度的测量,研究设计一种实时性强、适用范围广、精度高的活立木水环境监控测量装置,为农林业生产、林木抚育及生态环境监测提供依据。本文主要研究内容与成果如下:1.介绍了北京林业大学精准节水灌溉控制实验室自由研发土壤水分传感器、茎体水分传感器、空气温湿度传感器相关内容,并根据内蒙古和盛生态科技研究院有限公司工程项目要求,进行系统设计。2.完成了水环境实时监测系统的硬件设计,包括信号采集模块、AD转换模块、时钟模块、存储模块、数据发送模块硬件设计,并进行了各模块之间的硬件兼容性设计,特别是电源的兼容性设计,实现了水环境实时监测系统硬件整体设计。3.完成了水环境实时监测系统的软件设计,利用C语言编程实现数据采集系统对土壤水环境三参数的采集以及各模块的设计（初始化模块、时钟模块、数据存储模块等）,然后对通信模块软件进行设计,将数据传输至实验室网站。4.完成了实验数据的收集,通过网站对水环境三参数进行展示,并对...
【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：54 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１系统整体设计图??Ｆｉｇ．２－１?Ｏｖｅｒａｌｌ?ｓｙｓｔｅｍ?ｄｅｓｉｇｎ??２．３相关传感器测量原理??
Ｆｉｇ．２－２?ＴＤＲ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ??时域反射法用于测量土壤含水率的优点在于测量时间短，重复性好，测量结??信度高；但是时域反射法也存在一些缺陷，探针的长度必须大于１０厘米。??（２）驻波率法??驻波率法得到的是驻波比，，土壤的介电常数不同时，沿传输线传播的驻波??会产生不同（张宪，２０１１）。??水分测量部分为１００＃故激励源，定阻抗同轴传输线，测量探针。土壤含水??量结构图如下：??Ｗｒｍｍｗｗｗｉｉｍｍｏｗｍｗｎｏｗ－??Ｙ?Ｙ??鲁?ｉ?ｉ??Ｉ阻抗４传输线?ｉ探针??■?ｉ?ｉ??Ｊ?ｉ?ｉ??１００Ｍ?１??振荡器??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]基于微环境参数集的茎干水分变化规律与估算模型研究[J]. 高超,赵玥,赵燕东. 农业机械学报. 2017(12)
[2]我国精准灌溉技术研究进展[J]. 李福强,张恒嘉,王玉才,王雅云,石媛媛,李煊. 中国水运(下半月). 2017(04)
[3]基于ZigBee和GPRS的水环境实时动态监控系统[J]. 刘步中. 电子世界. 2016(05)
[4]新型自动气象站常见故障成因分析及日常维护[J]. 冯景. 科技风. 2016(02)
[5]活立木生物电及其环境因子远程监测系统的设计[J]. 徐庆,阚江明,郝志斌. 森林工程. 2014(04)
[6]浅谈节水灌溉发展中存在的问题及对策[J]. 许朗,唐梦琴. 价值工程. 2014(18)
[7]潮汐灌溉技术的研究进展[J]. 刘宏久,高艳明,李建设. 北方园艺. 2014(10)
[8]基于驻波比原理的鲜玉米含水量快速检测方法研究[J]. 理苏磊,高红菊,冯磊,李俐,梁栋. 传感器与微系统. 2014(05)
[9]测量土壤质量含水率的体积置换方法[J]. 马玉莹,雷廷武,张心平. 农业机械学报. 2013(12)
[10]灌区墒情自动测报系统技术方案探讨[J]. 吴擎文. 节水灌溉. 2013(07)
博士论文
[1]土壤水的监测技术方法与运移规律研究[D]. 贾志峰.长安大学 2014
[2]面向森林火灾监测的无线传感器网络技术的研究[D]. 张军国.北京林业大学 2010
[3]土壤水分快速测量方法及其应用技术研究[D]. 赵燕东.中国农业大学 2002
硕士论文
[1]基于GPRS的低功耗远程数据采集终端软件设计[D]. 汪超.电子科技大学 2017
[2]基于叉指型电容传感器的木材含水率检测系统研究[D]. 孔令宇.哈尔滨工程大学 2016
[3]基于模糊控制的智能灌溉系统的研究[D]. 孙静.山东大学 2014
[4]土壤湿度传感器的智能化研究[D]. 闫焕娜.河北工业大学 2014
[5]介电常数测量的微带短路线法及实现技术[D]. 巩宏博.上海交通大学 2013
[6]油井监测数据传输系统的设计与实现[D]. 马晓.西安电子科技大学 2013
[7]土壤含水量和电导率的多功能传感器的研制[D]. 李东南.哈尔滨工业大学 2012
[8]基于GIS的墒情自动监测系统研究与应用[D]. 张宏志.中国农业科学院 2012
[9]滨海土壤微波介电特性研究[D]. 宋书艺.浙江大学 2012
[10]电子式烟气含湿量测量仪的设计研究[D]. 涂宏.华北电力大学 2011
本文编号：3220801
【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：54 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１系统整体设计图??Ｆｉｇ．２－１?Ｏｖｅｒａｌｌ?ｓｙｓｔｅｍ?ｄｅｓｉｇｎ??２．３相关传感器测量原理??
Ｆｉｇ．２－２?ＴＤＲ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ??时域反射法用于测量土壤含水率的优点在于测量时间短，重复性好，测量结??信度高；但是时域反射法也存在一些缺陷，探针的长度必须大于１０厘米。??（２）驻波率法??驻波率法得到的是驻波比，，土壤的介电常数不同时，沿传输线传播的驻波??会产生不同（张宪，２０１１）。??水分测量部分为１００＃故激励源，定阻抗同轴传输线，测量探针。土壤含水??量结构图如下：??Ｗｒｍｍｗｗｗｉｉｍｍｏｗｍｗｎｏｗ－??Ｙ?Ｙ??鲁?ｉ?ｉ??Ｉ阻抗４传输线?ｉ探针??■?ｉ?ｉ??Ｊ?ｉ?ｉ??１００Ｍ?１??振荡器??
???１??图２－２ＴＤＲ原理图??Ｆｉｇ．２－２?ＴＤＲ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ??域反射法用于测量土壤含水率的优点在于测量时间短，重复性好，测量结??度高；但是时域反射法也存在一些缺陷，探针的长度必须大于１０厘米。??２）驻波率法??波率法得到的是驻波比，，土壤的介电常数不同时，沿传输线传播的驻波??产生不同（张宪，２０１１）。??分测量部分为１００＃故激励源，定阻抗同轴传输线，测量探针。土壤含水??结构图如下：??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于微环境参数集的茎干水分变化规律与估算模型研究[J]. 高超,赵玥,赵燕东. 农业机械学报. 2017(12)
[2]我国精准灌溉技术研究进展[J]. 李福强,张恒嘉,王玉才,王雅云,石媛媛,李煊. 中国水运(下半月). 2017(04)
[3]基于ZigBee和GPRS的水环境实时动态监控系统[J]. 刘步中. 电子世界. 2016(05)
[4]新型自动气象站常见故障成因分析及日常维护[J]. 冯景. 科技风. 2016(02)
[5]活立木生物电及其环境因子远程监测系统的设计[J]. 徐庆,阚江明,郝志斌. 森林工程. 2014(04)
[6]浅谈节水灌溉发展中存在的问题及对策[J]. 许朗,唐梦琴. 价值工程. 2014(18)
[7]潮汐灌溉技术的研究进展[J]. 刘宏久,高艳明,李建设. 北方园艺. 2014(10)
[8]基于驻波比原理的鲜玉米含水量快速检测方法研究[J]. 理苏磊,高红菊,冯磊,李俐,梁栋. 传感器与微系统. 2014(05)
[9]测量土壤质量含水率的体积置换方法[J]. 马玉莹,雷廷武,张心平. 农业机械学报. 2013(12)
[10]灌区墒情自动测报系统技术方案探讨[J]. 吴擎文. 节水灌溉. 2013(07)
博士论文
[1]土壤水的监测技术方法与运移规律研究[D]. 贾志峰.长安大学 2014
[2]面向森林火灾监测的无线传感器网络技术的研究[D]. 张军国.北京林业大学 2010
[3]土壤水分快速测量方法及其应用技术研究[D]. 赵燕东.中国农业大学 2002
硕士论文
[1]基于GPRS的低功耗远程数据采集终端软件设计[D]. 汪超.电子科技大学 2017
[2]基于叉指型电容传感器的木材含水率检测系统研究[D]. 孔令宇.哈尔滨工程大学 2016
[3]基于模糊控制的智能灌溉系统的研究[D]. 孙静.山东大学 2014
[4]土壤湿度传感器的智能化研究[D]. 闫焕娜.河北工业大学 2014
[5]介电常数测量的微带短路线法及实现技术[D]. 巩宏博.上海交通大学 2013
[6]油井监测数据传输系统的设计与实现[D]. 马晓.西安电子科技大学 2013
[7]土壤含水量和电导率的多功能传感器的研制[D]. 李东南.哈尔滨工业大学 2012
[8]基于GIS的墒情自动监测系统研究与应用[D]. 张宏志.中国农业科学院 2012
[9]滨海土壤微波介电特性研究[D]. 宋书艺.浙江大学 2012
[10]电子式烟气含湿量测量仪的设计研究[D]. 涂宏.华北电力大学 2011
本文编号：3220801
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