傳感器在農(nóng)業(yè)中的應用（課堂PPT）

1、.1傳感器技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應用傳感器技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應用研究報告研究報告匯匯 報報 人：李漢正人：李漢正團隊成員：周建偉團隊成員：周建偉熊庭松熊庭松林林 超超羅運嘉羅運嘉.2.3 目 錄1 1 土壤濕度傳感器土壤濕度傳感器2 2 土壤溫度傳感器土壤溫度傳感器3 3 含量傳感器含量傳感器4 4 光光 照照 度度 傳感器傳感器.4 土壤濕度傳感器 第一部分第一部分.51 土壤濕度傳感器用于檢測土壤中水分含量，便于及時和適量澆灌。目前有兩種表示方式，用于檢測土壤中水分含量，便于及時和適量澆灌。目前有兩種表示方式，其一為容積含水量，即其一為容積含水量，即V/V%，其二為質(zhì)量含水量，即，其二為質(zhì)量含水量，即

2、M/M%，大部分，大部分產(chǎn)品以容積含水量表示，一般有效范圍在產(chǎn)品以容積含水量表示，一般有效范圍在1070%。因不同土質(zhì)能容納。因不同土質(zhì)能容納水量不同，故不同土質(zhì)在澆灌等量水后，所顯示的容積含水量會有不同。水量不同，故不同土質(zhì)在澆灌等量水后，所顯示的容積含水量會有不同。安裝時根據(jù)不同作物根系深度確定埋土深度。安裝時根據(jù)不同作物根系深度確定埋土深度。.61 土壤濕度傳感器張力計式水分傳感器張力計式水分傳感器中子衰減法中子衰減法介電法介電法.71 土壤濕度傳感器介電法速測土壤含水量介電法速測土壤含水量利用土壤的介電特性來測量土壤含水量是一種行之有效的、快速的、簡便的、利用土壤的介電特性來測量土壤含

3、水量是一種行之有效的、快速的、簡便的、可靠方法。對一定幾何結(jié)構(gòu)的電容式水分傳感器，其電容量與兩極間被測物可靠方法。對一定幾何結(jié)構(gòu)的電容式水分傳感器，其電容量與兩極間被測物料的介電常數(shù)有正比關系。由于水的介電常數(shù)比一般物料的介電常數(shù)要大得料的介電常數(shù)有正比關系。由于水的介電常數(shù)比一般物料的介電常數(shù)要大得多，所以當土壤中的水分增加時，其介電常數(shù)相應增大，測量時水分傳感器多，所以當土壤中的水分增加時，其介電常數(shù)相應增大，測量時水分傳感器給出的電容值也隨之上升，根據(jù)傳感器的電容量與土壤水分之間的對應關系給出的電容值也隨之上升，根據(jù)傳感器的電容量與土壤水分之間的對應關系可測出土壤的水分。電容式水分傳感器

4、的特點是精度高、量程寬、可測的物可測出土壤的水分。電容式水分傳感器的特點是精度高、量程寬、可測的物料品種多，而且響應速度也較快，可應用于在線監(jiān)測實現(xiàn)自動化料品種多，而且響應速度也較快，可應用于在線監(jiān)測實現(xiàn)自動化.81 土壤濕度傳感器張力計式水分傳感器張力計式水分傳感器受土質(zhì)影響受土質(zhì)影響中子衰減法中子衰減法 污染土壤污染土壤.9 目 錄1 1 土壤濕度傳感器土壤濕度傳感器2 2 土壤溫度傳感器土壤溫度傳感器3 3 含量傳感器含量傳感器4 4 光光 照照 度度 傳感器傳感器.10 土壤溫度傳感器 第二部分第二部分.112 土壤溫度傳感器土壤溫度的高低，與作物的生長發(fā)育、肥料的分解和有機物的積聚等

5、有著土壤溫度的高低，與作物的生長發(fā)育、肥料的分解和有機物的積聚等有著密切的關系，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中重要的環(huán)境因子。土壤溫度也是小氣候形成中密切的關系，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中重要的環(huán)境因子。土壤溫度也是小氣候形成中一個極為重要的因子，故土壤溫度的測量和研究是小氣候觀測和農(nóng)業(yè)氣象一個極為重要的因子，故土壤溫度的測量和研究是小氣候觀測和農(nóng)業(yè)氣象觀測中的一項重要內(nèi)容。觀測中的一項重要內(nèi)容。土壤溫度傳感器的測量使用插入式，一般的情況下土壤溫濕度傳感器有好土壤溫度傳感器的測量使用插入式，一般的情況下土壤溫濕度傳感器有好幾個探針，而且探針的長度都是不同的，這樣主要是為了更好的測量不同幾個探針，而且探針的長度都是不同的，這樣

6、主要是為了更好的測量不同深度土壤的溫度。能更好的確定土壤內(nèi)的溫度。深度土壤的溫度。能更好的確定土壤內(nèi)的溫度。.122 土壤溫度傳感器土壤溫度傳感器大都采用土壤溫度傳感器大都采用 PT1000 PT1000鉑熱電阻，它的阻值會隨著溫度的變化鉑熱電阻，它的阻值會隨著溫度的變化而改變，當而改變，當PT1000PT1000在在0 0的時候阻值為的時候阻值為10001000歐姆，它的歐姆，它的阻值會隨著溫度阻值會隨著溫度上升成勻速增長上升成勻速增長?；??；赑T1000PT1000的這種特性，利用進口芯片設計電路把電的這種特性，利用進口芯片設計電路把電阻信號轉(zhuǎn)換為采集儀器常用的電壓或電流信號。阻信號轉(zhuǎn)

7、換為采集儀器常用的電壓或電流信號。優(yōu)點優(yōu)點：體積小巧，埋設過程對土壤擾：體積小巧，埋設過程對土壤擾動小，性能可靠動小，性能可靠傳感器結(jié)實、耐腐蝕傳感器結(jié)實、耐腐蝕響應速度快，響應速度快，11秒秒缺點缺點：價格昂貴，不易普及：價格昂貴，不易普及.13 目 錄1 1 土壤濕度傳感器土壤濕度傳感器2 2 土壤溫度傳感器土壤溫度傳感器3 3 含量傳感器含量傳感器4 4 光光 照照 度度 傳感器傳感器.14 含量傳感器 第三部分第三部分 .153 二氧化碳傳感器二氧化碳是植物生長必須的原料之一，它為合成有機物提供了重要的碳元二氧化碳是植物生長必須的原料之一，它為合成有機物提供了重要的碳元素，因此控制好二

8、氧化碳的濃度對植物生長起到關鍵作用素，因此控制好二氧化碳的濃度對植物生長起到關鍵作用二氧化碳傳感器能夠檢測出大氣環(huán)境中二氧化碳氣體含量二氧化碳傳感器能夠檢測出大氣環(huán)境中二氧化碳氣體含量,常常用于農(nóng)業(yè)常常用于農(nóng)業(yè)“氣肥氣肥”的自動控制上。的自動控制上。.163 二氧化碳傳感器不同的氣體吸收不同波長的光，比如不同的氣體吸收不同波長的光，比如CO2就對紅外線就對紅外線(波長為波長為4.26 m)最最敏感。光學氣體檢測通常是把被測氣體吸入一個測量室，測量室的一端安敏感。光學氣體檢測通常是把被測氣體吸入一個測量室，測量室的一端安裝有光源而另一端裝有濾光鏡和探測器濾光鏡的作用是只容許某一特定裝有光源而另一

9、端裝有濾光鏡和探測器濾光鏡的作用是只容許某一特定波長的光線通過探測器則測量通過測量室的光通量探測器所接收到的波長的光線通過探測器則測量通過測量室的光通量探測器所接收到的光通量取決于環(huán)境中被測氣體的濃度。光通量取決于環(huán)境中被測氣體的濃度。.173 二氧化碳傳感器紅外探測器為薄膜電容，吸收了紅外能量后，氣體溫度升高，導致室內(nèi)壓紅外探測器為薄膜電容，吸收了紅外能量后，氣體溫度升高，導致室內(nèi)壓力增大，電容兩極間的距離就要改變，電容值隨之改變。力增大，電容兩極間的距離就要改變，電容值隨之改變。CO2氣體的濃度氣體的濃度愈大，電容值改變也就愈大。愈大，電容值改變也就愈大。.18 目 錄1 1 土壤濕度傳感

10、器土壤濕度傳感器2 2 土壤溫度傳感器土壤溫度傳感器3 3 含量傳感器含量傳感器4 4 光光 照照 度度 傳感器傳感器.19光照度傳感器 第四部分第四部分.204 光照度傳感器設施農(nóng)業(yè)中，采用栽培管理自動化系統(tǒng)其光源完全為人工光，而不用太陽設施農(nóng)業(yè)中，采用栽培管理自動化系統(tǒng)其光源完全為人工光，而不用太陽光，光， 采用光傳感器來檢測和控制光照強度，使作物可以得到均勻一致的采用光傳感器來檢測和控制光照強度，使作物可以得到均勻一致的光照。光照度傳感器用于檢測作物生長環(huán)境的光照強度，以決定是否需要光照。光照度傳感器用于檢測作物生長環(huán)境的光照強度，以決定是否需要遮陽或補光。一般安裝在溫室或大棚中，用于檢

11、測作物生長生長所需的光遮陽或補光。一般安裝在溫室或大棚中，用于檢測作物生長生長所需的光照強度是否滿足最基本需要或達到作物最佳生長狀態(tài)。安裝時考慮向陽并照強度是否滿足最基本需要或達到作物最佳生長狀態(tài)。安裝時考慮向陽并且避免被遮擋。一般安裝一個就夠。且避免被遮擋。一般安裝一個就夠。.214 光照度傳感器不同角度光線透過余弦修正器匯聚到感光區(qū)域、匯聚到感光區(qū)域的太陽光不同角度光線透過余弦修正器匯聚到感光區(qū)域、匯聚到感光區(qū)域的太陽光通過藍色和黃色進口濾光片過濾掉可見光以外的光線通過藍色和黃色進口濾光片過濾掉可見光以外的光線;透過濾光片的可見透過濾光片的可見光照射到進口光敏二極管，光敏二極管根據(jù)可見光照度大小轉(zhuǎn)換成電信號，光照射到進口光敏二極管，光敏二極管根據(jù)可見光照度大小轉(zhuǎn)換成電信號，電信號進入單片機系統(tǒng)，單片機系統(tǒng)根據(jù)溫度感應電路，將采集到的光電電信號進入單片機系統(tǒng)，單片機系統(tǒng)根據(jù)溫度感應電路，將采集到的光電信號進行溫度補償，以輸出精準的線性電信號。信號進行溫度補償，以輸出精準的線性電信號。電子元器件通常都有一定的溫度系數(shù)，其輸出信號會隨溫度變化而漂移，稱為“溫漂”，為了減小溫漂，采用一些補償措施在一定程度上抵消或減小其輸出的溫漂，這就是溫度補償。余弦修正器：為校正光度計的探測器的角度響應特性不符合余弦特