太阳自动跟踪系统中光电传感器的设计

针对现有光电传感器存在形式单一、跟踪精度不高、运行稳定性较差等不足,该文通过对光电传感器进行结构设计,设计了一种金字塔式和箱体式嵌套的粗-精跟踪光电传感器,其中箱体式可拆卸、单独使用,其内部的凹面镜利用反射作用有效减小了箱体高度,保证了跟踪过程中的跟踪精度和运行稳定性。在对该传感器的电路进行设计时,选取四运放集成电路LM324为核心,利用其比较作用来控制电机驱动执行机构,从而使聚光系统对准太阳。利用MATLAB/Simulink对模糊PID（proportional integration differentiation,比例-积分-微分）控制器建模和仿真,与PID控制相比,模糊PID控制曲线的响应时间较短,在0.1 s时给系统一个宽度为0.1的矩形脉冲干扰,在0.1～0.2 s之间系统的响应曲线、控制误差的响应曲线以及控制器的输出变化曲线呈现不同的变化;在0.2 s时,均达到稳定状态。通过分析可知,无论是否存在干扰,该控制方法均能使控制器迅速达到稳定状态,减少系统响应时间,从而减少系统的运行成本。该研究为太阳自动跟踪系统的稳定运行和跟踪精度的提高提供了参考。     

Soil calcium and pH monitoring sensor system

An agrarian sensorial system based on temperature, moisture, and all solid-state ion-selective potentiometric sensors was developed with the objective of monitoring the behavior of H+ and Ca2+ ions in soil and in real conditions, contributing with a new tool that tries to complement the current precision agriculture technology. The evaluation of the sensorial system to pH monitoring presented a good correlation between the results obtained by the system and the standard methodology, allowing us to notice the soil buffer capacity at different soil depths. With regard to calcium, the sensor system also presented an agreement between its results and those obtained by flame atomic absorption spectrometry, using a calibration model based on multiple linear regressions that allows the correct determination of Ca2+ concentrations in soil depths where the relative moisture is different. In this way, using well-known potentiometric sensors in a complex, discontinued, and heterogeneous matrix, such as soil, the sensorial system proved to be a useful task for agrochemical field applications.     

长期施钾对双季玉米钾素吸收利用和土壤钾素平衡的影响

  【目的】  玉米 (Zea mays L.) 生产需要投入大量的钾素营养。研究长期大量投入钾素对玉米钾素吸收利用以及土壤钾素平衡的影响,旨在保障该地区双季玉米的高产高效和土壤钾库平衡。  【方法】  红壤钾肥长期定位试验位于江西省进贤县,始于1986年,种植制度为一年两季玉米。试验处理包括不施肥对照 (CK),氮磷化肥 处理(NP),氮磷钾化肥处理(NPK),2倍量的氮磷钾化肥处理 (DNPK),氮磷钾化肥+有机肥处理 (NPKM) 和单施有机肥处理 (OM)。每季收获后,调查分析玉米产量和钾素含量,以及耕层土壤有效钾含量,计算玉米钾素吸收量、钾肥利用率、钾肥收获指数、钾肥农学效率和土壤钾素表观平衡;并以每10年为一个阶段,分析玉米产量、钾素吸收利用等指标及耕层土壤速效钾含量、钾素表观平衡等的变化规律。  【结果】  在试验的33年（1986—2018）间,NPK、DNPK、NPKM和OM处理的玉米年均产量和年均吸钾量均显著高于NP处理。在试验的第一个10年 (1986—1995年) 间,各钾肥处理间玉米产量和吸钾量无显著差异;而在第3个10年 (2006—2015) 和后3年 (2016—2018年) 间,NPKM处理的玉米年产量和年吸钾量分别比NPK处理提高了129.9%～246.7%和55.2%～62.1%。33年玉米的年均钾肥利用率以OM处理最高,而DNPK处理显著低于其他处理。在2006—2015和2016—2018年,NPKM处理的钾肥利用率显著高于DNPK处理,在2016—2018年间分别比NPK和DNPK处理显著增加了56.0%和119.2%。与NPK处理相比,1996—2005、2006—2015和2016—2018年间NPKM处理的年钾肥收获指数分别提高了61.6%、53.5%和35.8%,年钾肥农学效率分别增加了23.3%、227.8%和445.5%。除了1986—1995年间OM处理土壤钾素为亏缺外,其他施钾处理的土壤钾素均为盈余,NPKM处理的钾盈余量比NPK处理增加了53.2%～211.6%。钾素盈余量与耕层土壤速效钾含量显著相关 (P < 0.001),钾素盈余量每增加1 kg/hm2,2016—2018年间耕层土壤速效钾含量增加2.60 mg/kg,明显高于1996—2005和2006—2015年的1.40和1.18 mg/kg。  【结论】  除前10年的单施有机肥处理外,其他施用钾肥处理在试验期间土壤钾素均处于盈余状态,钾肥施用量和钾肥来源对玉米钾素的吸收量没有显著影响。试验20年之后,有机无机肥配施对玉米产量、吸钾量和钾肥利用率的提升优势逐渐凸显。同时,长期施用钾肥导致的钾素盈余量增加会进一步提升耕层土壤速效钾含量,且随着试验年限的延长,钾素盈余量对耕层土壤速效钾的提升作用逐渐增加。     

钾肥用量对麦棉两熟制作物产量和钾肥利用率的影响

【目的】本试验旨在明确施钾量对麦棉两熟制作物产量和钾肥利用率的影响,确定周年两季作物最高产量与经济最佳钾肥施用量,为黄淮海平原麦棉两熟制地区合理施用钾肥提供依据。【方法】试验于2008 2009年分别在黄淮海平原黄淮亚区的商丘市和黄海亚区的内黄县进行,采用麦棉两季田间定位试验,两季施钾总量设置5个水平(K2O 0、105、210、315、420 kg/hm2),其中小麦和棉花的单季施钾量各占总量的50%(即K2O 0、52.5、105、157.5、210 kg/hm2),各处理氮肥和磷肥施用量一致。分析不同施钾量的麦、棉产量及构成因素、两季产值与效益及钾肥利用率的差异;建立麦、棉钾肥效应方程,计算麦、棉两季最高产量及经济最佳施钾量。【结果】1)与对照(K2O 0 kg/hm2)相比,商丘市和内黄县试验点4个施钾处理的小麦子粒产量显著提高,分别增产6.6%9.8%和7.2%8.9%,以施钾105 kg/hm2的产量最高,但4个施钾处理间产量差异不显著;施钾可显著提高小麦穗粒数和千粒重;施钾对小麦有效穗数无显著影响;商丘和内黄试点小麦经济最佳施钾量分别为75.7 kg/hm2和63.9 kg/hm2,最高产量施钾量分别为143.2 kg/hm2和111.6 kg/hm2。2)与对照(K2O 0 kg/hm2)相比,商丘和内黄试验点4个施钾处理的棉花分别增产42.3%52.5%和10.9%15.6%,以施K2O 105 kg/hm2的产量最高,4个施钾处理间产量差异不显著;施钾可显著提高棉花单株成铃数和铃重,对衣分无显著影响。商丘和内黄试点棉花经济最佳施钾量分别为106.9 kg/hm2和111.3 kg/hm2,最高产量施钾量分别为113.2 kg/hm2和138.0 kg/hm2。3)施钾可显著提高麦棉两季总产值和效益,均以两季施钾210 kg/hm2的总产值和效益最高,但4个施钾处理间差异不显著。在一定施钾量范围内,小麦和棉花的氮、磷、钾养分积累量随施钾量的提高而增加,但施钾量超过这一范围后氮、磷、钾养分的积累量趋于稳定。商丘试点小麦钾肥利用率随施钾量的增加而降低;内黄试点小麦钾肥利用率以施钾量105 kg/hm2最高,超过此量随施钾量的增加而降低。小麦、棉花的钾肥偏生产力、农学利用率均随施钾量的增加而降低。麦棉两季钾肥利用率随施钾量的增加而降低。【结论】本试验条件下,在一定施钾量范围内(麦棉两季0 210 kg/hm2),小麦和棉花产量均随施钾量的增加而提高,但超过这一范围产量出现下降或趋于稳定;两熟制小麦和棉花施钾增产的主要原因是提高了小麦穗粒数和千粒重及棉花单株成铃数和铃重;增施钾肥有利于提高小麦和棉花产量,但却降低了钾肥利用率。     

Effect of potassium fertilization on soil potassium pools and rice response in an intensive cropping system in China

In order to assess the changes in soil K pools as affected by K‐fertilizer application and the impact of the changes on K balance, grain yield, and K uptake, an experiment was conducted in Central Zhejiang Province, E China, in a continuous double‐cropping rice system. Two sites were selected: (1) the Agricultural Research Institute of Jinhua (ARI) where soil is calcareous and (2) the Shimen Research Farm (SM) where soil is acidic. Eight consecutive crops were grown (1997–2000) in ARI and five consecutive crops (1998–2000) at SM. Treatments included unfertilized control (CK) and three different fertilizer treatments (NP, NK, and NPK). Potassium extracted by ion‐exchange resin decreased from 26 mg kg^–1 to 5–10 mg kg^–1 after eight consecutive seasons of growth at the ARI site. Addition of 100 kg K ha^–1 for each rice crop was not enough to maintain initial K availability, especially in the calcareous soil at ARI site. In treatments with K, a small increase in readily available K was observed only in SM soil. The K extracted by HNO₃ also decreased significantly in the treatments without K addition and was increased slightly in the treatments with K application. In the NP treatment, the decrease in HNO₃‐K was several times greater than resin‐K, indicating that nonexchangeable K may be the major source of K supply to rice. Soil K depletion was greater for hybrid rice than for inbred rice, and this difference in K demand should be taken into account in developing fertilizer recommendations for irrigated rice.     

小麦–玉米种植制度下长期施钾对土壤钾素Q/I关系的影响

为评价长期施肥条件下土壤钾素容量和强度（Q/I）关系,采用Q/I法研究了小麦–玉米种植制度下3类土壤（塿土、潮土和红壤）,连续15年不施钾（NP）和施钾（NPK）土壤钾素Q/I关系的变化及其参数与土壤性质变化的关系。结果表明,长期施钾土壤K+平衡活度比（AR0）、土壤活性钾（KL）、非专性吸附钾（-△K0）和专性吸附钾（KX）均较不施钾土壤的高,其中,施钾后AR0和-△K0值提高幅度最大的是红壤,分别提高13.78和12.17倍;15年连续施用钾肥对红壤钾位缓冲容量（PBC）影响不明显,塿土和潮土长期施钾处理PBC值显著降低（17 %～20 %）。不施钾土壤K+和Ca2++Mg2+交换自由能（-△G）（13.69～19.33 kJ/mol）高于施钾土壤（12.15～12.81 kJ/mol）;土壤钾素Q/I参数与土壤1 mol/L HNO3浸提K、K+饱和度和有机质含量等存在显著相关关系。土壤钾素Q/I参数能科学评价土壤的供钾状况。连续15年施钾肥土壤供钾能力较高,长期不施钾肥土壤钾素亏缺明显,尤其是潮土和红壤易出现缺钾。     

Effects of nitrogen,phosphorus, and potassium on SPAD-502 and atLEAF sensor readings of Salvia

There are various optical sensors in the market for precision nitrogen (N) management, which estimate leaf N status from chlorophyll content of leaves. However, readings may also be affected by the amounts of other nutrients in the plant leaves like potassium (K) and phosphorus (P), as well as sampling location within a plant or leaf. SPAD-502 and atLEAF optical sensors were used on Salvia ‘Vista Red’ plants grown with 0N-7.9P-0K, 41N-0P-0K, 0N-0P-31.6K, 0N-7.9P-0K + 41N-0P-0K, 0N-7.9P-0K + 0N-0P-31.6K, 41N-0P-0K + 0N-0P-31.6K, or 0N-7.9P-0K + 41N-0P-0K + 0N-0P-31.6K fertilizer plus a control. Both sensors were correlated with leaf N and each other. However, both sensor readings were affected by the presence or absence of P and K in the leaves, and thus these nutrients should be analyzed and reported along with leaf N values. Sensor readings were found to vary within a leaf and within leaf canopy location, so sampling needs to be consistent.     

基于全方位视觉传感器的农业机械定位系统

利用全方位视觉传感器能提供传感器周围360°范围内信息的图像,通过全方位图像可准确获取物体方向角,基于该特点研发一种可以实现农业机械自动导航的定位系统。该系统硬件主要由全方位视觉传感器、人工标识、PC、PC软件和作业车构成。该计算算法首先通过全方位视觉系统的校正,得出相机的成像投影中心;通过图像处理提取人工标识的位置,估算出标识相对于相机的方向角,然后根据圆周角定理和几何关系计算出相机的位置来完成农业机械的定位。在面积为5×3 m2的水泥地面和白炽灯光的实验室中进行试验,平均选取10个位置进行试验,试验结果显示估算点和选取点间距离的平均误差小于3 cm。研究证明该定位系统是可行的。     

作物精量灌溉系统的无线传感网络应用开发

为准确提供作物水分亏缺程度并为精量灌溉提供科学依据,基于作物水分胁迫声发射原理,研究无线传感器网络技术在精量灌溉系统中的应用。采用自适应加权数据融合算法来提高声发射信号精度,提出基于簇的多跳路由算法以减少结点数据传输能耗,利用NB100网关实现无线网和有线网之间的桥接。系统分布式运行,具有鲁棒性强、易于扩充和伸缩性良好等优点。仿真试验表明该系统组网正确、无线传输能耗占总能耗的60%以上,可以使人们远程、精确获取作物需水信息,并实施精量灌溉,能够应用到农田、苗圃、温室等节水农业领域中。     

基于无线传感器网络的无人机农田信息监测系统

移动无线传感器网络技术为农田信息监测提供了高效可行的技术手段。该研究根据南方农田地块相对分散、丘陵山地多,农情信息获取环境恶劣、采集数据时间周期长、网络分割成块的特点,利用UAV(unmanned aerial vehicle)具有的高效、灵活的特性,结合低功耗无线传感器网络,提出一种满足南方农田信息获取采样和数据业务需求的三层架构的无线传感器网络体系结构TUFSN(three-tire unmanned aerial vehicle farmland sensor network),其由数据采集层、中继传输层和移动汇聚层组成,该体系结构具有系统结构合理、可扩展性好、系统整体能耗低等特点。通过仿真可得中继节点RN（relay node）的缓存大小范围为3～13kB,系统试验中携带移动节点的UAV以1m/s的速度、15 m的高度在农田上空飞过,飞行过程中与地面中继节点通信并采集农田信息,UAV与地面中继节点的平均通信时长为26 s,仿真和试验表明,基于UAV的三层架构农田信息采集无线传感器网络很好地满足了南方地区农田信息数据采集和监控的生命周期长、传输数据可靠、覆盖面积广的要求。     

基于光电传感器和示踪法的径流流速测量系统的研究

坡面径流流速是决定土壤侵蚀强度的重要因素,也是坡面侵蚀预报模型考虑的关键问题。采用LabVIEW虚拟仪器,开发了一套室内模拟坡面径流流速测量系统,包括试验台、光电传感器、采集卡及测控软件等。系统以泡沫粒子作为示踪粒子,进行了室内模拟坡面径流流速的测试。结果表明,自行设计的试验台能实现水沙循环使用,在0～400 kg/m³含沙量、0～25°坡面的范围内,该测量系统能够测定径流流速,最大相对误差为2.29%,为坡面径流流速的快速、准确测量提供了一种新的有效的方法。     

基于无线传感网络的规模化水产养殖智能监控系统

为了解决规模化水产养殖中有线监控系统带来的不利影响,并能实现对环境因子的准确测量与控制,该文介绍了一种基于无线传感网的智能监控系统在规模化水产养殖中的应用。系统利用对协议栈进行小幅的修改,完成了人工设置每个养殖池为一个簇,并通过适当修改路由协议,将自动选择簇头的工作变为人工设置固定簇头,大幅减少节点本身的计算工作,从而实现节能目的。控制器利用模糊控制与神经网络相结合的算法对数据进行处理分析,实现闭环控制。结果表明,系统内数据通信通畅,温度误差在±0.5℃范围内,溶氧量误差在±0.3 mg/L范围内,pH值误差在±0.3范围内。各养殖关键环境因子均满足控制精度,达到了设计要求,能够满足规模水产养殖智能化的需要。     

传感器节点自主供电的环境混合能量收集系统设计

农田复杂环境及大面积监测需求对农业物联网传感器节点的供电提出了极大挑战,而环境能量收集技术则使低功耗农业物联网传感器节点的自供电及免维护成为可能。针对传统能量收集装置中收集的环境能量单一有限、装置体积大、可靠性差的问题,该文提出了一种新型混合环境能量一体化收集系统。该系统定位于环境中普遍而丰富的射频电磁波能量和振动能量,通过射频收集天线和压电陶瓷的有效结合,同时收集2种环境能量,并经整流转换成直流电能。能量收集天线使用普通FR4印刷电路板实现,工作在手机通信频段1.9 GHz(3G频段),测试的回波损耗为-20.5 d B,对电磁波能量收集的最高输出功率可达到38 mW,测得收集到的振动能量最大输出功率可达到25 mW,满足低功耗传感器节点的功率需求。该装置不仅可以有效提高系统供电的可靠性和对环境的适应能力,还大大降低了传统混合系统的尺寸,可为农业物联网快速发展中的传感器节点可靠供电问题提供参考。     

5年定位试验条件下钾肥用量对双季稻产量和施钾效应的影响

通过5年定位试验（2008~2012年）, 研究不同钾肥施用量对水稻产量、植株钾素含量、钾素积累量、钾肥利用率、土壤钾素含量、钾素平衡和钾肥经济效益的影响。试验施钾量（K2O）从低到高设K0（不施钾）、K1（早稻84 kg/hm2、晚稻105 kg/hm2）、K2（早稻120kg/hm2、晚稻 150 kg/hm2）、K3（早稻156kg/hm2、晚稻195 kg/hm2）和K4（早稻192kg/hm2、晚稻 240kg/hm2）5个处理。5年的试验结果表明, 施钾能显著提高早、晚稻产量,在一定施钾量范围内,水稻产量随施钾量的增加而增加;施钾能促进水稻植株对钾素的吸收和积累,尤其是稻草对钾素的吸收和积累;早、晚稻的钾肥农学效应均以K2处理最高（早稻3.12 kg/kg、晚稻3.70 kg/kg）;钾肥利用率以K1处理最高（早稻41.2%、晚稻76.4%）,并随施钾量提高而降低;不同施钾量对土壤钾素含量有明显影响,土壤速效钾、缓效钾和土壤全钾均随施钾量的增加而增加,且不同处理间土壤速效钾含量差异达极显著水平（P＜0.01）;连续种植5年10季水稻后,K0、K1和K2处理的土壤钾素亏缺（K 127.1kg/hm2、 58.3kg/hm2和10.8kg/hm2）,亏缺量随施钾量的增加而降低; K3和K4处理的土壤钾素盈余（48.0 kg/hm2 和109.2kg/hm2）,盈余量随施钾量的增加而增加。在经济效益上,早、晚稻产投比均以K2处理最高（早稻1.04、晚稻1.27）。综合考虑施钾的增产效应、经济效益和土壤钾素养分平衡等因素,建议该双季稻区早稻施钾量在K2O 120~156 kg/hm2、晚稻施钾量在K2O 150~195kg/hm2范围内较为适宜。     

水稻-油菜轮作模式下秸秆还田替代钾肥的效应

【目的】研究稻-油轮作条件下秸秆还田配施钾肥对水稻和冬油菜产量、 地上部钾素累积量、 钾肥利用率以及土壤钾素含量的影响,明确长期秸秆还田替代钾肥的效果,为秸秆还田下稻-油轮作中钾肥的合理施用提供科学依据。【方法】2011~2014年在湖北省粮油主产区-江汉平原选择土壤供钾能力较高的农田,布置水稻-冬油菜轮作定位试验。试验共设7个处理,分别为: 1)CK(-K); 2)+K; 3)+S; 4)S+1/4K; 5)S+1/2K; 6)S+3/4K和7)S+K。其中K和S分别表示钾肥和还田秸秆,K2O用量为90 kg/hm2。【结果】 1)与不施钾(-K)相比,施用钾肥和秸秆还田均不同程度地增加了水稻和冬油菜年均产量和钾素吸收量,尤以秸秆还田配施钾肥处理(S+K)的水稻和冬油菜产量和地上部钾素吸收量最高,与对照(-K)相比增产率分别为12.8%和19.1%; 地上部钾素(K2O)累积吸收量增幅分别达到35.7%和79.3%。2)在当前推荐钾肥用量条件下,秸秆还田对水稻和冬油菜的钾肥吸收利用率没有显著影响,但均使两种作物的钾素吸收利用率显著降低。与秸秆不还田相比,秸秆还田后水稻季的钾肥与钾素农学利用率明显降低,而冬油菜季则分别显著提高与持平; 秸秆还田后,水稻季的钾素农学利用率显著降低,而冬油菜季则持平。3)通过对秸秆还田条件下钾肥用量与增产率、 地上部吸钾量增幅的相关分析得出秸秆还田后当前的推荐钾肥用量偏高。根据肥效模型并结合实际产量和农田钾素养分平衡拟合得出,水稻和冬油菜的年均适宜钾肥用量分别为52.0和61.9 kg/hm2,比推荐用量可分别减少42.2%和31.2%。【结论】在土壤钾素含量较高的情况下,稻-油轮作区开展连续秸秆还田不仅能够降低钾肥投入量,获得较高的粮油经济产量,还可以提高土壤有效钾含量并维持农田系统养分平衡以及秸秆钾素资源的良性循环。     

Soil available potassium affected by rice straw incorporation and potassium fertilizer application under a rice–oilseed rape rotation system

Data from 147 field trials were collected to study the influence of straw incorporation on soil potassium (K) under an intensive rice–oilseed rape rotation system, while pot experiments were conducted to evaluate the effects of rice straw incorporation on soil K availability. A significant correlation was observed between the soil available K and the relative yield (RRY) and the relative K uptake (RKU) of oilseed rape, with R² values ranging from 0.07 to 0.08 and from 0.10 to 0.11, respectively, when data were fitted to a logarithmic equation model. In approximately 30% of trials, RRY reached 90%, while soil test available K values were below the critical limit, indicating that soil K values at the time of sampling (within 1 week of rice harvest) underestimated the actual soil K supply capacity. The pot experiment results showed that soil available K was affected by straw incorporation and soil type in the fallow period. The NH₄OAc‐K and NaBPh₄‐K concentrations of soils increased at first, and then, plateaued after 28 days. Straw incorporation significantly influenced the critical soil K concentration, which is important for making accurate K fertilizer recommendation. These results suggested that straw K should be seriously considered in making K fertilizer recommendations. Extending the sampling time from 1 to 3 weeks after the harvesting of rice to stabilize the effects of straw incorporation may help achieve a more accurate evaluation of soil available K.     

嵌入式谷物流量传感器设计与试验

为进一步提高双平行梁谷物测产系统的集成度以便于推广应用,提出一种嵌入式谷物质量流量传感器。设计了基于混合信号控制器HY16F188和嵌入式处理器STM32F405的信号采集处理模块。其中HY16F188负责谷物冲击信号的后置放大和AD转换,STM32F405则主要完成自适应噪声对消算法,输出谷物质量流量信号。基于MFC设计了配套的上位机软件,用于谷物产量显示、存储和产量图生成。为验证传感器性能,2016年11月在扬州市江都区的实际生产稻田进行了空载振动试验、标定试验、测产试验。空载振动试验分成原地小油门、原地大油门和行走等3种工况,振动干扰噪声幅度降低了97.4%。标定试验中采用线性关系对传感器进行标定,通过直线拟合获得了标定系数。选择3个不同田块开展测产试验,共计进行8次实际测产试验,获得了产量分布图,可以直观看出农田各位置的谷物产量分布情况。大田测产试验结果表明最大测量误差小于7.4%。该研究可为精准农业谷物在线测产研究提供参考。     

基于zigbee无线网络的土壤墒情监控系统

为了提高农业灌溉用水利用率,针对传统有线网络采集布线复杂和成本高的缺点,该文设计了一套基于Zigbee无线网络和CC2430 MCU的土壤墒情监测系统。该系统综合了Zigbee无线网络自行组网、自行愈合和超低功耗的优点,采用太阳能电池供电,能实时监测和记录土壤墒情信息,为进一步制定节水灌溉策略提供有力的数据支持。初步试验结果表明,该系统运行稳定,丢包率低,能及时准确的监控土壤墒情信息,并将土壤含水率维持在适合植物生长的最佳含水量的范围之内。研究结果可为进一步开发更精准的自动灌溉系统提供数据支持。     

基于误码检测机制的滴灌系统红外光雨水传感器的设计

降雨使作物生长土壤中的水分含量增加而营养成分含量降低,智能化滴灌系统必须感知降雨的开始和结束,并对灌溉系统中的水分与营养成分进行相应调整与控制,既节水节能又保持作物良好生长环境。雨水水流对红外发射器和接收器间光通信产生散射干扰,并造成误码。该文设计一种基于误码检测机制的红外光雨水传感器,它由集雨器、导流管、红外光发射器和接收器组成,微控制器检测通信误码感知降雨,解决了传统雨水传感器在滴灌系统应用中只能监测降雨的开始而不能监测降雨结束的弊端。该文提出降雨时通信误码率最大,无降雨时通信误码率最小的数据码选择方法,该方法表明,数据码"1"码数目对通信误码率影响显著。试验结果表明,检测降雨最优码是255。该传感器对连续水流检测的误码率大于0.9983,对离散水滴检测的误比特率是0.7742至0.8307,该传感器对雨水的感知性能优于传统雨水传感器。     

基于无线传感器网络的精细农业智能节水灌溉系统(英）

在精细农业相关应用和理论研究基础上,自行设计用于监测农田水分含量和水层高度的无线传感器,构建农田水分无线传感器网络体系结构,设计基于水分无线传感器网络的智能节水灌溉控制系统,通过实时农田水分数据和农作物水分需求专家数据形成灌溉决策,由灌溉控制系统实施定量灌溉。实际应用表明,该系统体现出可行性和高效性,有利于精细农业的发展和水资源的可持续利用。