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作物生長(cháng)的條件很多，但其中最主要的還是土壤養分、溫濕度等。土壤溫濕度（土壤溫濕度記錄儀）是其發(fā)育、生長(cháng)的重要條件。在古代中國農業(yè)中，將濕潤的土壤稱(chēng)為“墑”，并有豐富的關(guān)于保墑、散墑等調節土壤水分狀況的技術(shù)和作業(yè)。土壤溫濕度是反應土壤狀況的重要物理參數，決定著(zhù)植物生長(cháng)狀況的好壞，它對于研究植物水分利用、農業(yè)灌溉及生態(tài)系統的變化等具有重要意義。在現代農業(yè)中，能否對土壤溫濕度進(jìn)行有效測量與控制，是實(shí)現“精細農林業(yè)”與“精細灌溉”的關(guān)鍵，同時(shí)在水文、氣象和生態(tài)科學(xué)中，土壤溫濕度的測量也具有重要意義。尋求一種快捷、經(jīng)濟、精度高、可靠性強、適合實(shí)時(shí)測量的土壤溫濕度測量技術(shù)是科學(xué)決策的依據。
      系統框架：設計的土壤溫濕度采集系統可以實(shí)時(shí)準確地獲取監測區域的溫濕度。系統由兩部分組成: 數據采集模塊和 GPRS 網(wǎng)關(guān)，如圖 1 所示。數據采集模塊由多個(gè)從節點(diǎn)與一個(gè)主節點(diǎn)組成，形成一個(gè)監控網(wǎng)絡(luò )。它將各個(gè)從節點(diǎn)采集到的土壤溫濕度信息，發(fā)送給主節點(diǎn);GPRS 網(wǎng)關(guān)由單片機與 GPRS 模塊構成，它負責將主節點(diǎn)的信息發(fā)送給監控主機。

      數據采集模塊：模塊包含兩部分: 采集( 從) 節點(diǎn)、主節點(diǎn)。采集節點(diǎn)由 TI MSP430F1611 單片機、時(shí)鐘、存儲、LED 顯示、CC2420 通信模塊、土壤溫濕度傳感器 5TM 等組成，如圖 2 所示。它負責實(shí)時(shí)采集監測點(diǎn)的土壤溫濕度信息，并發(fā)往主節點(diǎn); 主節點(diǎn)無(wú)土壤溫濕度傳感器模塊，其他部分與采集節點(diǎn)相同。它負責接收采集節點(diǎn)的數據，并將數據處理后，發(fā)送至串口。即通過(guò)主節點(diǎn)Telosb 平臺的 UART0 將數據傳送給 GPRS 網(wǎng)關(guān)。采集節點(diǎn)的軟件平臺基于 TinyOS2.1.1操作系統開(kāi)發(fā)，使用 TinyOS －2.1.1操作系統內核，各模塊及應用程序由 nesC 語(yǔ)言編程實(shí)現。

      采集系統采用美國公司的土壤溫濕度（土壤溫濕度記錄儀）傳感器5TM。5TM 溫度傳感器為熱電阻。濕度傳感器屬于頻域反射法( FDR) ，它利用電磁脈沖原理，根據電磁波在土壤中的傳播頻率來(lái)測試土壤的表觀(guān)介電常數的變化，將這些變化轉變?yōu)榕c土壤體積含水量成比例的mV 信號來(lái)計算土壤體積含水量。