悬丝式土壤蒸渗仪数据采集器设计与实现
发布时间：2021-01-28 04:04
农田水分平衡是研究农作物生长规律和节水灌溉的重要依据,蒸渗仪是农田水分平衡的直接测定仪器,测定结果为研究农作物生长规律和农田节水灌溉提供了数据支撑。目前我国蒸渗仪数据自动采集程度不高、数据精度低、处理速度慢以及稳定性较差。鉴于此,本文在研究悬丝式土壤蒸渗仪模型和工作原理的基础上,设计了一种基于ARM9+Linux嵌入式系统数据采集器,实现对蒸发、渗漏、光照、温度等土壤数据自动化采集、分析和输出等功能。采集器不仅能对土壤数据进行实时动态监控,而且能对所采集数据进行统一管理,为研究农田水分平衡及节水灌溉提供数据支持,对现代农业和相关科研实践具有重要意义。本文主要研究工作包括:（1）通过分析蒸渗仪实现方式,采用LVDT位移传感器、称重传感器、土体、方钢支架、减震杯等设备,研究了悬丝式土壤蒸渗仪模型并阐述蒸渗仪数据采集器测量原理。根据实地考察,分析了采集器的设计需求并对主控芯片选型,在此基础上对采集器进行了总体设计。（2）系统硬件围绕以S3C2240为微处理器的Mini2440主控板进行外围电路设计,主要包括电源模块、传感器接口电路、电动阀接口电路、RS232接口电路,完成对土壤蒸渗量、光照、...
【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状及发展趋势
1.3 主要研究内容及章节安排
1.4 本章小结
第二章 悬丝式土壤蒸渗仪建模及采集器总体设计
2.1 悬丝式蒸渗仪建模
2.1.1 悬丝式蒸渗仪模型
2.1.2 蒸渗仪采集器测量原理
2.2 蒸渗仪采集器需求分析
2.3 蒸渗仪数据采集相关技术
2.3.1 嵌入式微处理器简介与选型
2.3.2 嵌入式操作系统简介与选取
2.4 蒸渗仪采集器总体设计
2.5 本章小结
第三章 悬丝式土壤蒸渗仪数据采集器硬件设计
3.1 蒸渗仪数据采集器硬件设计框架
3.2 蒸渗仪数据采集器传感器选型
3.3 硬件电路设计
3.3.1 电源模块设计
3.3.2 雨量采集电路接口设计
3.3.3 蒸发渗漏及光照电路接口设计
3.3.4 电动阀电路接口设计
3.3.5 水分采集接口电路设计
3.3.6 RS232接口电路设计
3.4 本章小结
第四章 悬丝式土壤蒸渗仪数据采集器软件设计与实现
4.1 蒸渗仪数据采集器软件架构
4.2 蒸渗仪数据采集器软件设计与实现
4.2.1 采集应用程序设计与实现
4.2.2 硬件电路驱动程序设计与实现
4.3 蒸渗仪数据采集器触摸屏软件设计与实现
4.3.1 触摸屏及DOPsoftv1.01.10编程软件介绍
4.3.2 触摸屏软件设计
4.3.3 触摸屏通信协议设计
4.3.4 触摸屏软件实现
4.4 本章小结
第五章 悬丝式土壤蒸渗仪数据采集器测试与示范应用
5.1 触摸屏串口通信测试
5.2 传感器误差测试
5.2.1 称重数据误差测试
5.2.2 位移数据误差测试
5.2.3 光照度数据误差测试
5.2.4 雨量数据误差测试
5.2.5 温度数据误差测试
5.2.6 水分数据误差测试
5.3 现场蒸发渗漏数据误差分析
5.4 减震杯性能测试
5.5 示范应用
5.5.1 应用场景描述
5.5.2 应用展示
5.6 本章小结
总结与展望
全文总结
研究展望
参考文献
附录
攻读硕士学位期间发表的学术论文
攻读硕士学位期间参与的科研项目
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同尺寸蒸渗仪测定作物蒸散的田间试验研究[J]. 杨炳玉,申双和,张富存,陶苏林,汪秀敏,赵华. 中国农业气象. 2015(02)
[2]自动称重式蒸渗仪在水稻需水规律研究中的应用[J]. 司振江,庄德续,黄彦,李芳花,陶延怀. 水利天地. 2015(01)
[3]基于C8051F单片机的蒸渗仪测控系统[J]. 郝迎吉,张坤. 仪表技术与传感器. 2014(09)
[4]蒸渗仪的研究与应用现状[J]. 刘翠红,戴红武,胡艳清,任文涛. 农机化研究. 2014(08)
[5]节水灌溉的必要性及加快节水灌溉的措施[J]. 李东晔. 科技展望. 2014(14)
[6]蒸渗仪地下水位自动平衡系统设计[J]. 郭相平,陆红飞,陈盛. 水利水电科技进展. 2014(02)
[7]基于单片机的吊秤式盆栽作物蒸渗仪设计[J]. 韩文霆,张超,乔军,郭俊杰,吴普特,Su Ki Ooi. 农业机械学报. 2013(11)
[8]基于LabVIEW和ARM处理器的大型称重式蒸渗仪测控系统[J]. 郭会军,张建丰,王志林,耿小江. 农业工程学报. 2013(16)
[9]基于AVR单片机ATmega16的小型农用气象站设计[J]. 赵建周,韩庆妙. 安阳工学院学报. 2012(06)
[10]S3C2440A外扩AD7705设备驱动设计与实现[J]. 干开峰,王俊,汪济洲. 重庆科技学院学报(自然科学版). 2012(05)
博士论文
[1]基于蒸渗仪的夏玉米耗水特征研究[D]. 许高平.中国农业大学 2014
硕士论文
[1]饮用水处理过程信息管理系统的设计及应用[D]. 何书亮.北京理工大学 2015
[2]高清电子内窥镜嵌入式信号处理技术研究[D]. 叶伟.浙江大学 2013
[3]FPGA设备数据库设计与图形界面显示[D]. 赵瑞峰.西安电子科技大学 2013
[4]基于嵌入式Web服务器家居远程监控的研究[D]. 李成国.哈尔滨理工大学 2013
[5]动态称重技术的研究[D]. 于海燕.西安理工大学 2006
[6]新型电子称重式蒸渗仪工作原理及其设计方法研究[D]. 刘士平.中国农业大学 2005
本文编号：3004320
【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状及发展趋势
1.3 主要研究内容及章节安排
1.4 本章小结
第二章 悬丝式土壤蒸渗仪建模及采集器总体设计
2.1 悬丝式蒸渗仪建模
2.1.1 悬丝式蒸渗仪模型
2.1.2 蒸渗仪采集器测量原理
2.2 蒸渗仪采集器需求分析
2.3 蒸渗仪数据采集相关技术
2.3.1 嵌入式微处理器简介与选型
2.3.2 嵌入式操作系统简介与选取
2.4 蒸渗仪采集器总体设计
2.5 本章小结
第三章 悬丝式土壤蒸渗仪数据采集器硬件设计
3.1 蒸渗仪数据采集器硬件设计框架
3.2 蒸渗仪数据采集器传感器选型
3.3 硬件电路设计
3.3.1 电源模块设计
3.3.2 雨量采集电路接口设计
3.3.3 蒸发渗漏及光照电路接口设计
3.3.4 电动阀电路接口设计
3.3.5 水分采集接口电路设计
3.3.6 RS232接口电路设计
3.4 本章小结
第四章 悬丝式土壤蒸渗仪数据采集器软件设计与实现
4.1 蒸渗仪数据采集器软件架构
4.2 蒸渗仪数据采集器软件设计与实现
4.2.1 采集应用程序设计与实现
4.2.2 硬件电路驱动程序设计与实现
4.3 蒸渗仪数据采集器触摸屏软件设计与实现
4.3.1 触摸屏及DOPsoftv1.01.10编程软件介绍
4.3.2 触摸屏软件设计
4.3.3 触摸屏通信协议设计
4.3.4 触摸屏软件实现
4.4 本章小结
第五章 悬丝式土壤蒸渗仪数据采集器测试与示范应用
5.1 触摸屏串口通信测试
5.2 传感器误差测试
5.2.1 称重数据误差测试
5.2.2 位移数据误差测试
5.2.3 光照度数据误差测试
5.2.4 雨量数据误差测试
5.2.5 温度数据误差测试
5.2.6 水分数据误差测试
5.3 现场蒸发渗漏数据误差分析
5.4 减震杯性能测试
5.5 示范应用
5.5.1 应用场景描述
5.5.2 应用展示
5.6 本章小结
总结与展望
全文总结
研究展望
参考文献
附录
攻读硕士学位期间发表的学术论文
攻读硕士学位期间参与的科研项目
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同尺寸蒸渗仪测定作物蒸散的田间试验研究[J]. 杨炳玉,申双和,张富存,陶苏林,汪秀敏,赵华. 中国农业气象. 2015(02)
[2]自动称重式蒸渗仪在水稻需水规律研究中的应用[J]. 司振江,庄德续,黄彦,李芳花,陶延怀. 水利天地. 2015(01)
[3]基于C8051F单片机的蒸渗仪测控系统[J]. 郝迎吉,张坤. 仪表技术与传感器. 2014(09)
[4]蒸渗仪的研究与应用现状[J]. 刘翠红,戴红武,胡艳清,任文涛. 农机化研究. 2014(08)
[5]节水灌溉的必要性及加快节水灌溉的措施[J]. 李东晔. 科技展望. 2014(14)
[6]蒸渗仪地下水位自动平衡系统设计[J]. 郭相平,陆红飞,陈盛. 水利水电科技进展. 2014(02)
[7]基于单片机的吊秤式盆栽作物蒸渗仪设计[J]. 韩文霆,张超,乔军,郭俊杰,吴普特,Su Ki Ooi. 农业机械学报. 2013(11)
[8]基于LabVIEW和ARM处理器的大型称重式蒸渗仪测控系统[J]. 郭会军,张建丰,王志林,耿小江. 农业工程学报. 2013(16)
[9]基于AVR单片机ATmega16的小型农用气象站设计[J]. 赵建周,韩庆妙. 安阳工学院学报. 2012(06)
[10]S3C2440A外扩AD7705设备驱动设计与实现[J]. 干开峰,王俊,汪济洲. 重庆科技学院学报(自然科学版). 2012(05)
博士论文
[1]基于蒸渗仪的夏玉米耗水特征研究[D]. 许高平.中国农业大学 2014
硕士论文
[1]饮用水处理过程信息管理系统的设计及应用[D]. 何书亮.北京理工大学 2015
[2]高清电子内窥镜嵌入式信号处理技术研究[D]. 叶伟.浙江大学 2013
[3]FPGA设备数据库设计与图形界面显示[D]. 赵瑞峰.西安电子科技大学 2013
[4]基于嵌入式Web服务器家居远程监控的研究[D]. 李成国.哈尔滨理工大学 2013
[5]动态称重技术的研究[D]. 于海燕.西安理工大学 2006
[6]新型电子称重式蒸渗仪工作原理及其设计方法研究[D]. 刘士平.中国农业大学 2005
本文编号：3004320
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