一种高频振荡土壤含水量测量系统设计与实现

发布时间：2021-07-31 06:02

　　随着世界人口增加,农业用水量需求越来越大,智慧农业、精准农业作已成为现代化农业的发展趋势。为利用频域测量技术准确、稳定、快速测量土壤含水量,本文采用一种高频土壤含水量传感器,结合NB-loT无线通信技术,设计一种高精度、易操作、低功耗、自动的土壤含水量测量系统。主要研究内容如下:（1）本文提出了一套基于高频振荡法土壤含水量测量系统方案,包括系统外部结构、硬件设计方案、软件设计方案。通过建立传感器探头模型,从理论上分析高频振荡土壤含水量测量原理,为传感器的研制提供理论依据。（2）系统硬件方案设计出了土壤含水量传感器电路与NB-loT无线通信路。设计了工作频率在75-100MHz高频振荡电路,解决了将土壤含水量转化为振荡信号频率问题。通过电源完整性分析,完成传感器电源系统去耦网络设计,提高传感器测试性能。通过分析与优化PCB布局布线,提高传感器灵敏度。设计一种高性能低通滤波网络,采用添加超前相位补偿方法设计实现。通过控制传感器、存储芯片等电路的电源供应,将整个系统休眠功耗降到最低。（3）系统软件方案采用模块化方法对软件进行设计。以Keil uVision5为开发工具,分别设计并实现了系统软... 

【文章来源】：北京工业大学北京市 211工程院校

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

土壤含水量测量系统结构图

图 2-2 系统硬件设计方案框图Fig.2-2 System hardware design scheme block diagram部分主要功能为：路：将土壤体积含水量转化为振荡信号。路：接收振荡器输出的振荡信号，对振荡信号进行降波电路：滤除分频信号中的高频杂波，并且提高分频集电路：采集环境温度数据。：系统核心成分。完成信号的采集、计算且控制各电路块：实现入网功能，将传感器测量数据通过天线发送路：为系统提供准确的时钟信息，并且具备整点报警量系统，实现测量系统定时 24h 采集一次数据。

第 2 章 系统方案设计及土壤含水量传感器测量原理控芯片提供电源。OM 电路：系统每测完一次数据，包括土壤体积含水量、储至 E2PROM。系统也能调取存储数据，查看系统历史测监控电路：监控电池电量是否充足。设计方案模块化进行软件设计，系统软件设计方案框图如图 2-3 所

【参考文献】：
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博士论文
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本文编号：3312917