传感器在农业中的应用

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1、.传感器技术在农业中的应用传感器技术在农业中的应用研究报告研究报告汇汇 报报 人：李汉正人：李汉正团队成员：周建伟团队成员：周建伟熊庭松熊庭松林林 超超罗运嘉罗运嘉. 目 录1 1 土壤湿度传感器土壤湿度传感器2 2 土壤温度传感器土壤温度传感器3 3 含量传感器含量传感器4 4 光光 照照 度度 传感器传感器. 土壤湿度传感器 第一部分第一部分.1 土壤湿度传感器用于检测土壤中水分含量，便于及时和适量浇灌。目前有两种表示方式，用于检测土壤中水分含量，便于及时和适量浇灌。目前有两种表示方式，其一为容积含水量，即其一为容积含水量，即V/V%，其二为质量含水量，即，其二为质量含水量，即M/M%，大

2、部分，大部分产品以容积含水量表示，一般有效范围在产品以容积含水量表示，一般有效范围在1070%。因不同土质能容纳水。因不同土质能容纳水量不同，故不同土质在浇灌等量水后，所显示的容积含水量会有不同。安量不同，故不同土质在浇灌等量水后，所显示的容积含水量会有不同。安装时根据不同作物根系深度确定埋土深度。装时根据不同作物根系深度确定埋土深度。.1 土壤湿度传感器张力计式水分传感器张力计式水分传感器中子衰减法中子衰减法介电法介电法.1 土壤湿度传感器介电法速测土壤含水量介电法速测土壤含水量利用土壤的介电特性来测量土壤含水量是一种行之有效的、快速的、简便的、利用土壤的介电特性来测量土壤含水量是一种行之有

3、效的、快速的、简便的、可靠方法。对一定几何结构的电容式水分传感器，其电容量与两极间被测物可靠方法。对一定几何结构的电容式水分传感器，其电容量与两极间被测物料的介电常数有正比关系。由于水的介电常数比一般物料的介电常数要大得料的介电常数有正比关系。由于水的介电常数比一般物料的介电常数要大得多，所以当土壤中的水分增加时，其介电常数相应增大，测量时水分传感器多，所以当土壤中的水分增加时，其介电常数相应增大，测量时水分传感器给出的电容值也随之上升，根据传感器的电容量与土壤水分之间的对应关系给出的电容值也随之上升，根据传感器的电容量与土壤水分之间的对应关系可测出土壤的水分。电容式水分传感器的特点是精度高、

4、量程宽、可测的物可测出土壤的水分。电容式水分传感器的特点是精度高、量程宽、可测的物料品种多，而且响应速度也较快，可应用于在线监测实现自动化料品种多，而且响应速度也较快，可应用于在线监测实现自动化.1 土壤湿度传感器张力计式水分传感器张力计式水分传感器受土质影响受土质影响中子衰减法中子衰减法 污染土壤污染土壤. 目 录1 1 土壤湿度传感器土壤湿度传感器2 2 土壤温度传感器土壤温度传感器3 3 含量传感器含量传感器4 4 光光 照照 度度 传感器传感器. 土壤温度传感器 第二部分第二部分.2 土壤温度传感器土壤温度的高低，与作物的生长发育、肥料的分解和有机物的积聚等有着土壤温度的高低，与作物的

5、生长发育、肥料的分解和有机物的积聚等有着密切的关系，是农业生产中重要的环境因子。土壤温度也是小气候形成中密切的关系，是农业生产中重要的环境因子。土壤温度也是小气候形成中一个极为重要的因子，故土壤温度的测量和研究是小气候观测和农业气象一个极为重要的因子，故土壤温度的测量和研究是小气候观测和农业气象观测中的一项重要内容。观测中的一项重要内容。土壤温度传感器的测量使用插入式，一般的情况下土壤温湿度传感器有好土壤温度传感器的测量使用插入式，一般的情况下土壤温湿度传感器有好几个探针，而且探针的长度都是不同的，这样主要是为了更好的测量不同几个探针，而且探针的长度都是不同的，这样主要是为了更好的测量不同深度

6、土壤的温度。能更好的确定土壤内的温度。深度土壤的温度。能更好的确定土壤内的温度。.2 土壤温度传感器土壤温度传感器大都采用土壤温度传感器大都采用 PT1000 PT1000铂热电阻，它的阻值会随着温度的变化铂热电阻，它的阻值会随着温度的变化而改变，当而改变，当PT1000PT1000在在0 0的时候阻值为的时候阻值为10001000欧姆，它的欧姆，它的阻值会随着温度阻值会随着温度上升成匀速增长上升成匀速增长。基于。基于PT1000PT1000的这种特性，利用进口芯片设计电路把电的这种特性，利用进口芯片设计电路把电阻信号转换为采集仪器常用的电压或电流信号。阻信号转换为采集仪器常用的电压或电流信号

7、。优点优点：体积小巧，埋设过程对土壤扰：体积小巧，埋设过程对土壤扰动小，性能可靠动小，性能可靠传感器结实、耐腐蚀传感器结实、耐腐蚀响应速度快，响应速度快，11秒秒缺点缺点：价格昂贵，不易普及：价格昂贵，不易普及. 目 录1 1 土壤湿度传感器土壤湿度传感器2 2 土壤温度传感器土壤温度传感器3 3 含量传感器含量传感器4 4 光光 照照 度度 传感器传感器. 含量传感器 第三部分第三部分 .3 二氧化碳传感器二氧化碳是植物生长必须的原料之一，它为合成有机物提供了重要的碳元二氧化碳是植物生长必须的原料之一，它为合成有机物提供了重要的碳元素，因此控制好二氧化碳的浓度对植物生长起到关键作用素，因此控

8、制好二氧化碳的浓度对植物生长起到关键作用二氧化碳传感器能够检测出大气环境中二氧化碳气体含量二氧化碳传感器能够检测出大气环境中二氧化碳气体含量,常常用于农业常常用于农业“气肥气肥”的自动控制上。的自动控制上。.3 二氧化碳传感器不同的气体吸收不同波长的光，比如不同的气体吸收不同波长的光，比如CO2就对红外线就对红外线(波长为波长为4.26 m)最最敏感。光学气体检测通常是把被测气体吸入一个测量室，测量室的一端安敏感。光学气体检测通常是把被测气体吸入一个测量室，测量室的一端安装有光源而另一端装有滤光镜和探测器滤光镜的作用是只容许某一特定装有光源而另一端装有滤光镜和探测器滤光镜的作用是只容许某一特定

9、波长的光线通过探测器则测量通过测量室的光通量探测器所接收到的波长的光线通过探测器则测量通过测量室的光通量探测器所接收到的光通量取决于环境中被测气体的浓度。光通量取决于环境中被测气体的浓度。.3 二氧化碳传感器红外探测器为薄膜电容，吸收了红外能量后，气体温度升高，导致室内压红外探测器为薄膜电容，吸收了红外能量后，气体温度升高，导致室内压力增大，电容两极间的距离就要改变，电容值随之改变。力增大，电容两极间的距离就要改变，电容值随之改变。CO2气体的浓度气体的浓度愈大，电容值改变也就愈大。愈大，电容值改变也就愈大。. 目 录1 1 土壤湿度传感器土壤湿度传感器2 2 土壤温度传感器土壤温度传感器3

10、3 含量传感器含量传感器4 4 光光 照照 度度 传感器传感器.光照度传感器 第四部分第四部分.4 光照度传感器设施农业中，采用栽培管理自动化系统其光源完全为人工光，而不用太阳设施农业中，采用栽培管理自动化系统其光源完全为人工光，而不用太阳光，光， 采用光传感器来检测和控制光照强度，使作物可以得到均匀一致的采用光传感器来检测和控制光照强度，使作物可以得到均匀一致的光照。光照度传感器用于检测作物生长环境的光照强度，以决定是否需要光照。光照度传感器用于检测作物生长环境的光照强度，以决定是否需要遮阳或补光。一般安装在温室或大棚中，用于检测作物生长生长所需的光遮阳或补光。一般安装在温室或大棚中，用于检

11、测作物生长生长所需的光照强度是否满足最基本需要或达到作物最佳生长状态。安装时考虑向阳并照强度是否满足最基本需要或达到作物最佳生长状态。安装时考虑向阳并且避免被遮挡。一般安装一个就够。且避免被遮挡。一般安装一个就够。.4 光照度传感器不同角度光线透过余弦修正器汇聚到感光区域、汇聚到感光区域的太阳光不同角度光线透过余弦修正器汇聚到感光区域、汇聚到感光区域的太阳光通过蓝色和黄色进口滤光片过滤掉可见光以外的光线通过蓝色和黄色进口滤光片过滤掉可见光以外的光线;透过滤光片的可见透过滤光片的可见光照射到进口光敏二极管，光敏二极管根据可见光照度大小转换成电信号，光照射到进口光敏二极管，光敏二极管根据可见光照度

12、大小转换成电信号，电信号进入单片机系统，单片机系统根据温度感应电路，将采集到的光电电信号进入单片机系统，单片机系统根据温度感应电路，将采集到的光电信号进行温度补偿，以输出精准的线性电信号。信号进行温度补偿，以输出精准的线性电信号。电子元器件通常都有一定的温度系数，其输出信号会随温度变化而漂移，称为“温漂”，为了减小温漂，采用一些补偿措施在一定程度上抵消或减小其输出的温漂，这就是温度补偿。余弦修正器：为校正光度计的探测器的角度响应特性不符合余弦特性，利用余弦修正器对光度计的探测器进行的修正.智能农业与物联网联系各种传感器电路信 号 放 大电路单 片 机系统状态显示系统通 信 接口主 控 制器控制终端 报警反馈（卷帘喷灌等硬件）数 据 库记录.感谢大家！感谢大家！请对不足之处提宝贵意见！请对不足之处提宝贵意见！汇汇 报报 人：李汉正人：李汉正团队成员：周建伟团队成员：周建伟熊庭松熊庭松林林 超超罗运嘉罗运嘉