车载式土壤电导率测量系统的开发

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土壤信息采集是精细农业技术体系中的重要环节,由于土壤电导率信息是多种影响农作物生长因素的综合体现,所以土壤电导率信息的获取尤为重要。本课题开发的基于“电流—电压”四端法测量原理的车载土壤电导率测量系统,能够满足大田土壤电导率快速测量的需要,该系统包括交流恒流源产生电路、信号调理电路和数据采集器三个主要部分。 从测量土壤电导率的实际需要出发,设计了幅值大小可调的稳幅交流电流源,该电流源能够输出10μA~1.2mA电流,在负载电阻为最大负载电阻的2/3(该负载电阻使得输出正弦信号处于正常与失真的临界点)时,电流源变化幅度不大于1.5%。数据采集器采用的微处理器是ARM7核的LPC2119,该微处理器自带4路10位AD以及CAN控制器。数据采集器采用平均值滤波方式进行数据处理;数据存储采用USB2.0协议的USB接口,并通过该接口进行U盘存储;接收的GPS数据为RMC数据格式;CAN数据通讯利用的是LPC2119自带的CAN控制器,该控制器可工作在PeliCAN模式支持CAN2.0B协议。 通过室内试验及室外试验,标定了传感器输出电压信号与被检测土壤电导率之间的关系;检测了稳幅交流电流源的稳定度、传感器的重复性、系统的稳定性与可靠性;揭示了在土壤容积含水率大于32.0%时系统所测内侧土壤电导率可以用来预测土壤含盐量的可行性。
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