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为实现农田土壤压实度实时测量,本文研制出一种嵌入式土壤压实度传感器并开发出车载行进式农田土壤压实度实时测量系统。
这种新型的土壤压实度传感器基于应变测力原理,将微型压力传感器嵌入锥体前部,物理结构与ASAE(American Society of Agricultural Engineers,美国农业工程师学会)推荐的土壤压实度测量标准极为接近,在行进过程中可直接测量锥头所受阻力。实验室标定试验结果表明,传感器输出电压与标定载荷间具有良好的线性关系,相关系数R<2>达到了0.9992。
测量系统由嵌入式土壤压实度传感器、数据采集器和PDA组成。数据采集器以超低功耗MSP430单片机为内核,实现了土壤压实度信号的测量以及GPS信号的接收与转换,并可与PDA进行命令和数据的通讯。尤其是采用PDA作为数据处理、显示以及存储的智能终端,使得整个系统性能更加完善、可靠。
田间试验结果表明该传感器可以有效地反映农田土壤压实度的变异情况;测量系统工作性能稳定,土壤压实度测量结果与GPS地理位置信息融合后可用于生成农田土壤压实度属性图,在精细农业技术体系实践中具有市场化应用前景。