基于433MHz技术的HFP-8型近地表风速廓线仪的研究
本文选题:土壤风蚀 + 风速廓线 ; 参考:《内蒙古农业大学》2017年硕士论文
【摘要】:土壤风蚀是我国北方干旱、半干旱地区土地退化的一个重要因素。风速廓线仪是开展土壤风蚀研究的主要测试仪器之一。目前,用于土壤风蚀研究的风速廓线仪实现了不同高度风速的采集,但几乎都需要大量的线路连接,而且均以单测点单方向为主,影响测量结果的准确性和可靠性。因此,基于433MHz技术,结合无线传感技术、计算机技术以及电子信息技术,设计了具有自动对准风向和无线自组网功能的HFP-8型近地表风速廓线仪,实现了对被测环境处风速、温湿度、大气压力以及风速廓线等风蚀数据的实时测量。首先,对风速传感器进行风洞标定,采用最小二乘法进行3次多项式曲线拟合,拟合度均在0.995以上。其次,在内蒙古农业大学研制的OFDY-1.2型可移动式风蚀风洞中对HFP-8型近地表风速廓线仪进行室内试验验证。结果显示:拟合曲线的拟合度均在0.9以上,能真实的反映近地表风速在垂直方向符合指数分布规律。最后,在内蒙古四子王旗土壤风蚀研究基地天然草地、灌草带状修复草地和传统翻耕农田对HFP-8型近地表风速廓线仪进行了野外试验验证。结果表明,不同地表天然草地,翻耕地近地表风速廓线呈指数分布规律;灌草带状修复草地、天然草地、和传统翻耕农田得地表粗糙度依次减小,抗风蚀能力依次减弱。
[Abstract]:Soil wind erosion is an important factor of land degradation in arid and semiarid areas of northern China. Wind profiler is one of the main measuring instruments for soil wind erosion research. At present, the wind speed profiler used in soil wind erosion research has realized the collection of wind speed at different heights, but almost all of them need a large number of line connections, and all of them are mainly single-point and single-direction, which affect the accuracy and reliability of the measurement results. Therefore, based on 433MHz technology, combined with wireless sensing technology, computer technology and electronic information technology, a HFP-8 type near-surface wind speed profiler with the function of automatic alignment of wind direction and wireless ad hoc network is designed, and the wind speed at the measured environment is realized. Real-time measurement of wind erosion data such as temperature and humidity, atmospheric pressure and wind profile. First, the wind speed sensor is calibrated in wind tunnel, and the cubic polynomial curve is fitted by least square method. The fitting degree is above 0.995. Secondly, in the OFDY-1.2 movable wind erosion wind tunnel developed by Inner Mongolia Agricultural University, the HFP-8 model near-surface wind speed profiler is tested in laboratory. The results show that the fitting degree of the fitting curve is more than 0.9, which can truly reflect the vertical distribution of wind speed near the surface. Finally, the field tests of HFP-8 type near-surface wind speed profiler were carried out in natural grassland, irrigated belt restoration grassland and traditional tilling farmland in Siziwang Banner, Inner Mongolia. The results showed that the wind profile of cultivated land was exponentially distributed with different surface natural grassland, and the surface roughness and wind erosion resistance of irrigated grassland, natural grassland and traditional tilling farmland decreased in turn, and the ability to resist wind erosion decreased in turn.
【学位授予单位】:内蒙古农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:S157.1;S237
【参考文献】
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,本文编号:1913326
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