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基质含水量与电导率复合无线传感器及其应用
资料介绍
无土栽培基质的含水量和电导率是植物生长的必须条件,影响作物生长和品质。基质的含水量和电导率包含了基质养分与理化特性的丰富信息,可综合反映基质中盐分、有机含量、基质质地结构和孔隙率等物理化学性状。所以有效获取基质的含水量和电导率对无土栽培作物和无土栽培技术具有重要意义。本论文将研制适合我国国情的低成本基质含水量和电导率的复合无线传感器,构建基质无土栽培无线测控网络。
课题首先对基质的理化性状分析,根据电容电学性质,采用不同的信号激励频率和信号采集调理电路,设计一种基于介电性能基质含水量、电导率复合无线传感器,包括传感器探针、含水量信号调理电路、电导率信号调理电路等硬件,分时测量基质的电导率和含水量;采用CC2430无线单片机作为信息处理控制单元,设计其处理软件,实现基质含水量、电导率数据采集、数据处理和无线传输。
其次,选用常见基质为检测对象,通过实验对基质含水量、电导率复合无线传感器进行了标定,并根据标定结果对检测值进行了线性补偿,经过线性补偿后,复合无线传感器对基质含水量的检测精度为4.53%,对基质电导率的检测精度为5.21%。
最后应用复合无线传感器、CC2430无线单片机模块和微型计算机搭建了多跳自组织基质无土栽培无线测控网络,设计了包括检测控制节点、路由节点、汇聚节点等网络节点的硬件和软件,及系统电源;设计、调试了网络管理微型计算机的上位机软件,并对网络进行了调试。试验表明基质含水量、电导率复合无线传感器成本低,精度可以满足温室大棚无土栽培基质含水量、电导率检测的要求。
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