浅谈传感器监测农业灌溉和林业防护的工作原理...

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土壤湿度传感器就是监测土壤的湿度，将其的硬件控制电路埋在作物根部的土壤水分传感器监测根部土壤的水分，传感器将经过检测电路监测的结果“湿度过高”和“湿度过低”信号经编码器传至主控制器，由主控制器决定控制状态。“湿度过高”则停止灌溉;“湿度过低”则通过光电隔离、继电器控制接在水源的电磁阀。该系统还具有故障报警功能。主控制器通过通讯接口与上位机通讯，可以实时监测系统运行状况或对历史数据进行分析。

土壤湿度传感器又可以称之为:土壤水分传感器、土壤墒情传感器、土壤含水量传感器。主要用来测量土壤容积含水量，做土壤墒情监测及农业灌溉和林业防护。目前常用到的土壤湿度传感器有FDR型和TDR型，即频域型和时域型。目前比较流行的是FDR型频域反射仪是一种用于测量土壤水分的仪器，它利用电磁脉冲原理、根据电磁波在介质中传播频率来测量土壤的表观介电常数(ε)，从而得到土壤容积含水量(θv)，FDR具有简便安全、快速准确、定点连续、自动化、宽量程、少标定等优点。是一种值得推荐的土壤水分测定仪器。

应用土壤湿度传感器的硬件控制电路，埋在作物根部的土壤水分传感器监测根部土壤的水分，该传感器经检测电路将“湿度过高”和“湿度过低”信号经编码器传至主控制器，由主控制器决定控制状态。“湿度过高”则停止灌溉；“湿度过低”则通过光电隔离、继电器控制接在水源的电磁阀。当空气湿度较大时由空气湿度传感器经A／D转换反映到主控制器可暂缓灌溉。当前系统状态可由显示电路显示出来，该系统也可由键盘手动设定灌溉时间。该系统还具有故障报警功能。主控制器通过通讯接口与上位机通讯，可以实时监测系统运行状况或对历史数据进行分析。

土壤湿度传感器由湿度检测电路和声报警电路等部分组成。RP1为湿度下限预置点，RP2为湿度上限预置点。当土壤中的湿度处在预置的上下限湿度之间时，由于探头 a、h间的土壤电阻值在规定范围内，c点的电位低于 RPI的滑动端电位(比较器同相输入端 )，故比较器 I输出高电平，red不发光；RP2的滑动端电位低于 c 点电位，则比较器 II输出高电平，green也不发光。若土壤的湿度达到或超过 RP2设定的上限湿度时，ab探头间电阻变小，从而探头分压减小，比较器 II的同相输入端电位(c点电位 )低于比较器反相端电位(RP2滑动端电位 )，则比较器 II翻转输出低电平，green发光，同时 SS8550II导通蜂鸣器发声，表示土壤湿度过大。若土壤干燥达到或超过 RP1设定的下限湿度时，a、b探头间电阻增大，从而探头分压增大高于比较器 I同相端电压(RP1滑动端电位)，比较器 I输出低电平，red发光，同时 SS8550I导通蜂鸣器发声，表示土壤湿度过小。蜂呜器设计是便于用户设置报警点，当设置完毕可将电键 SP断开，由下位机统一报错。传感器探头 a、b是由长160 mm、直径为5 mm的两根不锈钢棒制成，相间55 mm。

著名传感器线上商城工采网从美国和意大利进口了三款用于土壤湿度监测方面的传感器，分别是美国NovaLynx公司生产的土壤湿度传感器 - 250-124，Stevens HydraProbe公司生产的野外便携式土壤水分传感器– 93633，以及最后的意大利Nesa公司生产的土壤水分(湿度)传感器 – SUT。

250-124土壤湿度传感器可靠监控各种潮湿级别各种类型土壤的湿度，田野、草坪、景观和温室土壤湿度的监测都可同样出色。93633便携式土壤水分传感器可随时随地测量土壤参数，适用于无需长期监测的应用。使用Wi-Fi 无线网络连接便可实现您的苹果或安卓设备与水分探头进行无线通信。SUT土壤水分(湿度)传感器是一种通过高频测量检测土壤介电常数的装置（70MHZ），此值大小取决于土壤的水分，并对水矿化度不敏感，传感器可容易地与任何采集系统进行连接，采集系统允许通过近似方法执行等式计算VWC的值。

功能特点：

1. 本传感器体积小巧化设计，携带方便，安装、操作及维护简单。

2. 结构设计合理，不绣钢探针保证使用寿命。

3. 外部以环氧树脂纯胶体封装，密封性好，可直接埋入土壤中使用，且不受腐蚀。

4. 土质影响较小，应用地区广泛。

5. 测量精度高，性能可靠，确保正常工作。

6. 响应速度快，数据传输效率高。