基于dsPIC30F2010的土壤水分测量仪的设计研究

2011-08-05 14:42:28来源: 互联网

0 引言
    土壤水分测量一般有烘干测量法、中子扩散法、电磁测量技术、时域反射法、频域反射法、张力测量法、红外线遥测法、驻波率法等。本文提出了一种基于dsPIC30F2010单片机的土壤水分测量仪,该仪器采用驻波率原理,可以快速、精确的测量土壤水分,而其dsPIC30F21310性能先进,电路结构简单,系统比较稳定。经试验,按照这种测量原理设计的土壤水分测量仪不但成本低,体积小,便于携带,而且测量精确度较高,能进行多组数据的采集、存储,性能稳定,同时能够满足现代化精细农业节水灌溉和实时土壤水分测量的需要,可以达到节水灌溉的目的。

1 测量原理
    本测量系统由高频信号发生电路、传输线、探针、检波电路、信号处理电路和显示电路组成。高频振荡器发出一个高频信号,然后经过传输线传递到探针,由于探针阻抗与土壤阻抗不匹配,故将造成一部分信号沿传输线发射回去,从而在传输线上形成驻波,使传输线上各点电压不相同。而传输线两端的电压主要是由土壤水分决定的,当土壤含水率改变时,阻抗就会发生变化,进而引起驻波比的变化,最终使传输线两端的电压也产生变化。因此,通过测量传输线两端的电压变化就可以测得土壤水分相应的变化。这样,用检波电路调理传输线两端的电压,再将其电压信号通过A/D转换送入单片机进行处理,最后将结果显示在液晶显示模块上。

2 硬件结构及功能
    该土壤水分测量仪的结构框图如图1所示。该系统的主要功能是完成对传感器信号的采集、处理、显示和控制。从传感器得到一个电压信
号,通过检波电路得到电压信号的峰值,再将其经过A/D转换送入单片机进行处理,最后将得到的结果显示在液晶模块上。

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关键字:土壤水分  测量  dsPIC30F2010  驻波  智能监测

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2011/0805/article_3151.html
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