对电容土壤水分,温度传感器及其在农民田间应用的性能分析
Yogesh Kumar Kushwaha1, Rajib Kumar Panigrahi2, Ashish Pandey3
1Department of Water Resources Development and Management, Indian Institute of Technology Roorkee, Roorkee, 247667, Uttarakhand, India. ykumarkushwaha@wr.iitr.ac.in.
Environmental monitoring and assessment
|August 7, 2024
概括
这项研究验证了基于PCB的电容土壤湿度传感器用于现场使用. 具有成本效益的传感器准确地跟踪小麦和甘作物的土壤湿度波动,为农民提供了一种实际的解决方案.
科学领域:
- 农业工程 农业工程
- 环境监测 环境监测
- 传感器技术 传感器技术
背景情况:
- 精确的土壤湿度监测对于高效的灌和作物产量至关重要.
- 现有的土壤湿度传感器可能很昂贵,或者对当地条件缺乏精度.
研究的目的:
- 评估基于印刷电路板 (PCB) 的电容土壤湿度传感器在当地现场条件中的有效性.
- 开发和校准这些传感器,以便在农业环境中准确测量土壤水分.
主要方法:
- 设计基于PCB的电容土壤湿度传感器,并提供电气方案.
- 经过校准的传感器使用线性方程将模拟值与重量测量土壤水分含量相关联.
- 在五个小麦和甘作物的田间位置,在不同的深度 (15厘米,30厘米,45厘米) 评估传感器性能.
主要成果:
- 传感器测量与不同深度的实际土壤水分含量之间存在很高的相关性 (小麦R2 0.72-0.83,甘R2 0.66-0.82).
- 85%的传感器准确地检测到整个作物种植期间的土壤湿度波动.
- 最大相对误差低于5.87%,在较浅的深度 (15厘米,30厘米) 的误差低于5%.
结论:
- 基于PCB的电容性土壤湿度传感器是有效和准确的监测土壤湿度在不同的田间条件和作物.
- 开发的传感器提供了一个非常具有成本效益的无线传感器网络解决方案,价格约为150美元,促进农民广泛采用.
