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土壤信息中，土壤的溫濕度是最重要的，也是農作物和樹(shù)木生長(cháng)的重要生態(tài)因素之一,利用土壤溫濕度記錄儀監測到的額數據可以預報洪水和干旱災害。土壤溫濕度記錄儀進(jìn)行土壤溫濕度的測定,掌握土壤墑情變化規律,是實(shí)施生態(tài)環(huán)境保護和建設的重要步驟,對農田、果園和森林的生態(tài)狀況監測與預報具有重要意義。
      傳統的土壤溫濕度數據采集一般使用人工采集或衛星遙測兩種方法人工采集耗費大量的人力物力,覆蓋面積小,且容易出錯；衛星遙測覆蓋面積大,但精度不高。當前,智能檢測技術(shù)不斷發(fā)展,嵌入式系統已成為構建各類(lèi)數據采集的首選方案。同時(shí),基于通用分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)GPRS(General PacketRadio Service)網(wǎng)絡(luò )的無(wú)線(xiàn)數據傳輸技術(shù)為實(shí)現溫濕度數據的遠程傳輸提供了可行的手段。本文介紹的森林土壤溫濕度嵌入式遠程實(shí)時(shí)監測系統將嵌入式軟硬件技術(shù)、GPRS網(wǎng)絡(luò )技術(shù)和GPS技術(shù)結合在一起,應用到森林土壤溫濕度的監測中,為實(shí)現土壤墑情的遠程監控進(jìn)行了一部分前期基礎研究。
       傳感器輸出的信號被信號調理電路處理后傳送到子系統內部的模數轉換器ADC。MCU定時(shí)啟動(dòng)ADC,進(jìn)行模數轉換并取走數據,然后把經(jīng)過(guò)處理的數據通過(guò)串行口傳送到GPRS模塊,并啟動(dòng)該模塊將數據發(fā)送到GPRS無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )。數據被GPRS網(wǎng)絡(luò )接收后經(jīng)由網(wǎng)關(guān)轉送至Inter-net,最后被連接到Internet的土壤信息接收中心接收。另外,為了確定被監測點(diǎn)的地理位置,數據采集子系統通過(guò)GPS模塊進(jìn)行定位信息的采集。由于數據采集單元放置在森林里,采用“太陽(yáng)能電池板+蓄電池”的形式為采集單元供電。
      土壤水分監測系統由現場(chǎng)數據采集子系統和信息接收中心兩部分組成。其中,數據采集單元利用土壤濕溫度傳感器采集數據,數據經(jīng)嵌入式微控制器MCU處理后,通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò )發(fā)送至遠程土壤信息接收中心,中心計算機收集溫濕度數據,并自動(dòng)顯示相關(guān)信息。
      土壤水分監測系統的應用對于土壤水分監測技術(shù)而言是一大進(jìn)步，系統能夠更加及時(shí)準確的傳遞土壤水分情況、指導灌溉。