微波傳輸線理論在紫色土水分測量中的應(yīng)用研究.pdf

1、土壤水分含量是土壤的一項(xiàng)重要指標(biāo)，它在農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)、灌溉以及基礎(chǔ)理論研究中具有重要作用。對土壤水分進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，有助于作物的生長、提高肥料的利用率以及避免水資源浪費(fèi)。土壤水分的快速、實(shí)時(shí)測量是實(shí)施精細(xì)農(nóng)業(yè)的關(guān)鍵。中國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，研制開發(fā)一種實(shí)時(shí)性好、成本低、精度高的土壤水分測量技術(shù)顯得尤為重要。
　　 本文從測量原理方面研究了基于微波傳輸線理論測量土壤水分含量的方法，根據(jù)土壤水分測量要求設(shè)計(jì)了傳感器和測量系統(tǒng)。所做的主要工作如

2、下：
　　 1.對土壤的介電常數(shù)與土壤的水分含量關(guān)系進(jìn)行了理論分析。從理論上探討了利用微波傳輸線理論測量土壤水分的可行性以及原理方法。
　　 2.在理論分析的基礎(chǔ)上，確定傳感器高頻信號與傳輸線長度之間的關(guān)系。被測土樣選擇在西南地區(qū)廣泛分布的紫色土。通過理論分析設(shè)計(jì)不同的高頻信號頻率和對應(yīng)的傳輸線長度，在室內(nèi)通過實(shí)驗(yàn)測定土壤水分含量，通過對比分析篩選出測量誤差最小，精確度較高的信號頻率和對應(yīng)的傳輸線長度作為傳感器的信號源頻

3、率和傳輸線長度。該信號頻率是130MHz，對應(yīng)的傳輸線長度為0.5769m。
　　 3.設(shè)計(jì)測量系統(tǒng)的硬件電路。信號源電路采用MC1648單片集成振蕩芯片，檢波電路采用半波濾波整流電路，微控制器選擇dsPIC30F2010芯片，顯示芯片選擇HD44780，此硬件電路結(jié)構(gòu)簡單，性能可靠，成本較低。
　　 4.應(yīng)用c語言進(jìn)行軟件編程，對硬件電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)調(diào)試和修正。
　　 5.將測量系統(tǒng)用于野外農(nóng)田水分測量，把測量結(jié)果