分布式无线土壤电导率测量装置的设计.pdf

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1、2011正仪表技术与传感器2011第8期InstrumentTechniqueandSensorNo．8分布式无线土壤电导率测量装置的设计卢超(陕西理工学院物理系，陕西汉中723000)摘要：采用电流电压四端法设计一种多点无线传输的土壤电导率测量装置。硬件部分采用TDR-4传感器的四针微型探头可减小对溶质运移的扰动，且可高密度分布在土壤中，系统连接多路电导率探头和8位高精度数据转换器能够实现多通道土壤电导率测量，并通过无线模块实现系统规模的扩展，采用主从式结构测量显示平台能够完成数据采集、显示与存储功能，有效解决了多点土壤电

2、导率实时监测的一致性问题。试验结果表明：系统具有良好的稳定性，土壤电导率与含盐量呈线性变化。关键词：土壤电导率；无线传输；TDR一4；STC89C52中图分类号：S24；TH7文献标识码：A文章编号：1002—1841(2Ol1)o8—0037—03DesignofDistributedWirelessDetectingDeviceforSoilElectricalConductivityLUChao(DepartmentofPhysics，ShtmnxiUniversityofTechnology，Hanzhong7230

3、00，China)Abstract：Thispaperdesignedasoilconductivitymeasuringdevicewithmulti—pointwirelesstransmission，usingcurrent。volt—agefour-probemethod．Regardingthehardware，itusedfour-pinmini-probeofTDR-4sensorwhichcanreducethedisturbanceonthesolutetransport，andCanbesetinthes

4、oilinhi【shdensity．Thisdeviceconnectsmultipleelectricalconductivityprobeand8-bithig}Iprecisiondataconservator，SOitcanrealizemultiplechannelmeasurementofsoilelectricalconductivity．Anditalsoachievestheexpandingofsystemsizebywirelessmode1．Itcanfinishthecollection，displ

5、ayingandstorageofdatabymaster-slavercontrolmeasurementdisplayplatform，whichefectivelygainstheconsistencyofreal-timemonitoringonmultiplesoilelectricalconductivi·ty．Theresearchresultshowsthatthesystemhasgoodstability，andsoilelectricalconductivitychangeslinearlywithso

6、ilsalinity．Keywords：conductivity；wireless；TDR一4；STC89C52O引言1系统设计土壤学的研究结果表明土壤电导率能不同程度地反映土实时监测装置总体分为2部分，包括1个主机系统和多个壤中的盐分、水分、有机质含量、土壤质地结构和孔隙率等参数从机系统。从机可以分布放置在各个土壤监测点处，主机放在的大小，借助于测量土壤电导率评价农作物的生长环境和确定观测处，而且可以实时地移动测量和观测结果，主从机之间采各种田间参数时空分布有着重大意义。国内外常用的土壤电用无线通信。主机系统主要是负责测量

7、的土壤电导率数据接收、结果显示以及按键模式的选择，包括主控单片机、显示模块导率的测量方法可分为实验室测量法和现场测量法两大类，实电路、按键模块电路、无线收发模块电路；JA机系统主要进行土验室测量是采用传统的理化分析手段，首先要制各土壤浸提壤电导率数据的采集、数据转化、以及数据逻辑处理与发送，包液，然后利用电极法测量土壤浸提液的电导率，利用土壤浸提括土壤电导率采集电路、A／D转换电路、主控单片机、无线收发液的测量值表征土壤电导率的变化，这种方法作为标准测量方模块电路等。系统框图如图1所示。法具有较高的精度，也是评价土壤电导率高

8、低的基准，但测量2主要硬件电路设计过程繁琐，且耗时很长，不能满足实时性测量的要求。现场测2．1土壤电导率传感器检测电路量具有非扰动或者小扰动和实时测量的优点，现场测量方法包系统采用TDR-4电导率传感器，其测试范围在0．25一ldS／括非接触式测量和接触式测量，非接触式测量主要有电磁感应m