2.4 传感器探针阻抗数学模型的探讨 14

2.5 土壤探头最佳几何结构的探讨 16

2.6 小结 17

第三章  SWR型土壤水分传感器的数学建模和标定 18

3.1 引言 18

3.2 SWR型土壤水分传感器的试验方案 18

3.2.1 试验目的 18

3.2.2 试验准备 18

3.2.3 试验原理 18

3.3 SWR土壤水分传感器的数学模型 22

3.4 SWR型土壤水分传感器的参数标定 22

3.4.1 土壤类型对土壤水分传感器输出的影响 22

3.4.2 土壤容重对土壤水分传感器输出的影响 23

3.4.3 土壤含盐量对土壤水分传感器输出的影响 23

3.5 小结 24

第四章  SWR型土壤水分速测仪的设计 25

4.1 引言 25

4.2 土壤水分速测仪的总体框架设计 25

4.3 土壤水分速测仪的硬件电路设计 25

4.3.1 单片机的选择 25

4.3.2 电源的选择 27

4.3.3 低压差线性稳压集成电路的选择 28

4.3.4 显示器的选择 28

4.3.5 通信接口转换电路 31

4.3.6 时钟复位电路 32

4.3.7 键盘 33

4.3.8 滤波电路 33

4.3.9 充电电路的设计 34

4.4 土壤水分速测仪的软件技术 37

4.4.1 编程语言的选择 37

4.4.2 主程序流程图 38

4.4.3 键盘控制流程图 38

4.4.4 电池管理流程图 40

4.4.5 数据通信流程图 40

4.5 小结 42

结语 43

致谢 45

参考文献 46 

第一章  绪论

1.1  课题研究的背景和意义

水分是组成天然土壤的一个重要部分，是构成土壤肥力的一个重要因素，是一切农作物生长、发育最基本的条件。它参与土壤中许多物理、化学反应，从而影响土壤中养分的溶解、转移和微生物活动[3]，决定着植物生长状况的好坏。土壤水分的测量在生产实际中至关重要。通过长时间多点连续测量，能够使人们实时掌握农田土壤水分信息，从而判断农作物在不同生长阶段对水分的需求，并以此为依据对农作物进行精细灌溉,最终达到提高粮食产量和经济效益的目的。

中国作为农业大国，是世界上水资源严重匮乏的国家之一。中国人口占世界的22%，而淡水资源只占世界总量的8%，人均水资源占有量为2670立方米/年，仅是世界人均的1/4。其中，农业用水占社会总量的80%以上，而水资源利用率只有40%左右，仅为西方发达国家的一半而已[19]。