土壤湿度传感器影响因素及补偿方法研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文土壤湿度传感器影响因素及补偿方法研究论文作者：曹美学生类别：全日制学科门类：工科学科专业：物理电子学指导教师：徐晓辉职称：研究员DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofPhysicalElectronicsRESEARCHONINFLUENCEFACTORSANDCOMPENSATIONMETHODSOFSOILMOISTURESENSORbyCaoMeiSupervisor:Resea

2、rcherXuXiaohuiDecember2014原创性声明本人郑重声明；所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研巧工作所取得的。成果除文中己经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体己经发表的作品内容。对，也不包含本人为获得其他学位而使用妊的材料本论文所涉及的研巧工作做出贡献的其他个人或集体。本学位论文原创性，均已在文中Ｋ明确方式碌明声明的法律责任由本人承担。；学位论文作者签名；日期化．化巧关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于化集、保存、使用学位论文的Ｗ下规定：学校有

3、权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索。、交流；学校有权向国家有关部口或者机构送交论文的复印件和电子版（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）．学位论文作者签名：管矣日期：三０１把０．江导师签名：知终日期：也恥任皆含泰摘要植物生长在土壤中，时刻需要土壤水分的供给，研究土壤的水分状况对植物的生长具有重要意义。土壤湿度传感器能实时监测土壤含水量，越来越多的土壤湿度传感器被用在农业种植领域。土壤

4、湿度传感器的种类有多种，FDR土壤湿度传感器具有使用简单、实时性好等优点，已广泛应用在土壤含水量检测上。但是根据前人研究和用户反应，FDR土壤湿度传感器在使用过程中易受温度、土壤硬度等因素影响，如果不对这些影响因素进行补偿，势必会对最后的测量结果产生影响，影响正确判断土壤含水量的多少。在分析与研究了各种影响因素以后，本文重点研究了温度对FDR土壤湿度传感器的影响，采用二元回归分析法和BP神经网络法对其进行了温度补偿，并利用Matlab软件进行了仿真。补偿前传感器的灵敏度温度系数为3.9×10-3/℃，经二元回归分析法对传感器进行温度补偿

5、以后，传感器的灵敏度温度系数下降为1.3×10-3/℃；经BP神经网络法对传感器进行温度补偿以后，传感器的灵敏度温度系数下降为5.85×10-4/℃。由此可以看出，经两种方法对FDR土壤湿度传感器进行温度补偿以后，其灵敏度温度系数有所降低，表明温度稳定性有了一定程度的提高。本文还对二元回归分析法和BP神经网络法的补偿效果进行了对比，经过对比发现，二元回归分析法的平均补偿误差为0.1224%，BP神经网络补偿法平均补偿误差为0.0548%，要比二元回归分析补偿法的低一个数量级，且BP神经网络法的补偿误差要比二元回归分析法的补偿误差分布要均

6、匀。关键字：FDR土壤湿度传感器温度补偿二元回归分析BP神经网络IABSTRACTPlantsgrowinthesoilandtheyneedthesoilmoisturetoirrigateconstantly.Itissignificantlytostudytheconditionofthesoilmoisturetothegrowthoftheplants.Thesoilmoisturesensorcantestthecontentofsoilmoistureinrealtime,somoreandmoresoilmoisture

7、sensorsareusedinthefarmingareas.Therearemanytypesofsoilmoisturesensors,FDRsoilmoisturesensoriseasyforuse,andhastheadvantagesofgoodrealtimeperformance,soithasbeenwidelyusedinsoilmoisturedetection.ButaccordingtothestudyofthepredecessorsandthereactionoftheusersfoundthatFDRs

8、ensoriseasilyinfluencedbytheinterferencefactorssuchasthetemperatureandthehardnessofthesoil.Itwillaffect