基于茎秆生理电容的作物生长水分测量仪.pdf

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1、2010年仪表技术与传感器2010第11期InstrumentTechniqueandSensorNo．11基于茎秆生理电容的作物生长水分测量仪缪鹏程，曹成茂，程荣龙，孙燕，业红玲(1．蚌埠学院机械与电子工程系，安徽蚌埠233030；2．安徽农业大学工学院，安徽合肥230036)摘要：阐述了茎秆生理电容式水分传感器的工作原理，介绍了以凌阳SPCE061A单片机为主控芯片、具有语音播放功能的作物生长水分测量仪的设计。利用茎秆生理电容传感器检测作物生长的水分信号，信号经调理电路，由单片机完成转换、显示和

2、语音播报。采用PTRS000无线数据传输模块，使测量仪可以构成多机监测系统，实现远程集中控制。实践表明系统工作稳定，数据传输可靠，数据可视化直观。关键词：传感器；无线传输；语音播报；单片机；水分测量中图分类号：TP368．1文献标识码：A文章编号：1002—1841(2010)11—0018—03CropsGrowthMoistureContentDetectorBased0nPhysiologicalCapacitanceofStemMIAOPeng—cheng，CAOCheng-mao，CHEN

3、GRong—long，SUNYan，YEHong-ling(1．DepartmentofMechanicalandElectronicEngineering，BengbuCoHege，Bengbu233030，China；2．CollegeofEngineering，AnhuiAgriculturalUniversity，Hefei230036，China)Abstract：Thispaperexpoundedtheprincipleofthephysiologicalcapacitancesens

4、orofcropsstemanddiscussesedthede-signofcropsgrowthmoisturemeasuringinstrumentwithplayingspeechbasedonthe16-bitsignalchipSPCE061A．Makinguseofthestemcapacitancesensortodetectthesignalofcropsgrowthmoisturecontent，thesignalofwhichwereprocessedthroughthesig

5、nalconditioningcircuitwillswich，displayandvoice—brodeast．UsingwirelessdatatransmissionmodulePTR8000，itearlconsti-tuteamultiplemonitoringsystemwhichwaseasytoremotecentralizedcontro1．IthasbeenprovedthatthesystemCanworksteadi—ly，transferreliably，withvisua

6、landintuitionisticdata．Keywords：senor；wirelesstransmission；voice-broadcasting；signal-chipcomputer；moisturecontentdetection0引言(2．4～3．6V)；内置2KBSRAM和32KBFLASH；32位可编程水分是作物生长的重要物质，同时也是作物生长过程中最的多功能I／O端I=I；2个l6位定时／计数器；可编程音频处理；7大的消耗品。实时、准确的检测作物生长的水分状况，对获得通道10位

7、电压模／数转换器；双通道l0位DAC方式的音频输最佳的灌溉制度、实现水肥的精准灌溉十分关键。为了尽量全入功能，只需外接功放即可完成语音播放，方便实现系统的面地探讨作物生长的水分状况，国内外对作物缺水的诊断研究语音功能。主要集中在土壤水分指标、作物指标(作物形态指标和生理指标)和综合指标(叶温、叶面蒸腾等)等方面⋯。其中针对作物茎、叶、果尺寸的微变化及作物生理电阻变化的监测，易受外界干扰、造成对作物体损伤等缺陷。设计利用茎秆作为电容器的介质，测量茎秆生理电容的变化，来判断作物的水分状况，避免了检测过程

8、中对作物体的损伤，实现无损检测。利用单片机实现信号的采集、显示、语音播(测量仪)天线报；同时在主控芯片外围预留无线数据传输模块接口，使测量仪既可以单机工作，又可以构成多机监控系统，便于实现远程集中控制和远距离无线数据传输。(监控中心)1测量仪的结构与工作原理如图1所示，测量仪硬件系统由传感器、调理放大电路、单囤1整机系统结构图片机、无线数据传输模块PTR8000及其外设组成。以微处理器设计测量仪有单机和多机两种工作模式，由按键选择。当SPCE061A为主控芯片，该芯片