【技术实现步骤摘要】
一种柑橘园土壤水分渗透的测量系统及测量方法
本专利技术涉及多传感器系统的环境监测领域，特别涉及一种柑橘园土壤水分渗透的测量系统及测量方法。
技术介绍
我国是柑橘第一种植大国，我国柑橘主要生长在广东、广西和四川等山地地区。柑橘性喜温，需水量大，因而灌溉作业对于保证柑橘产量和品质有重要作用。通常灌溉作业关注的是灌溉量，认为柑橘需水量等于灌溉量，忽略了土壤中的水分运动，造成柑橘根系补水量不足，对其发育生理过程有极大影响。其次，柑橘园内土地不平整，只测量某个点的数据影响模型计算准确性。因此，如何进行准确土壤水分渗透的测量，提高灌溉有效性是亟需解决的问题。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术提供一种至少解决上述部分技术问题的柑橘园土壤水分渗透的测量系统及测量方法，该系统可简易快速测量土壤水分渗透，为柑橘灌溉作业提供指导。第一方面，本专利技术实施例提供一种柑橘园土壤水分渗透的测量系统，包括：测量设备、控制装置和执行装置；其中，所述测量设备为多个土壤水分传感器，根据预设规则布置在待测...
【技术保护点】
1.一种柑橘园土壤水分渗透的测量系统，其特征在于，包括：测量设备、控制装置和执行装置；/n其中，所述测量设备为多个土壤水分传感器，根据预设规则布置在待测量的土壤区域内；所述控制装置包括：微控制器、信号调理模块和显示模块；所述执行装置为电磁阀灌溉设备；/n所述土壤水分传感器通过串口与所述信号调理模块连接，所述信号调理模块通过串口与所述微控制器连接；/n所述微控制器分别通过串口与所述显示模块和所述电磁阀灌溉设备控制连接。/n
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种柑橘园土壤水分渗透的测量系统，其特征在于，包括：测量设备、控制装置和执行装置；
其中，所述测量设备为多个土壤水分传感器，根据预设规则布置在待测量的土壤区域内；所述控制装置包括：微控制器、信号调理模块和显示模块；所述执行装置为电磁阀灌溉设备；
所述土壤水分传感器通过串口与所述信号调理模块连接，所述信号调理模块通过串口与所述微控制器连接；
所述微控制器分别通过串口与所述显示模块和所述电磁阀灌溉设备控制连接。
2.如权利要求1所述的一种柑橘园土壤水分渗透的测量系统，其特征在于，所述电磁阀灌溉设备包括：双稳态电磁阀以及相连的驱动电路；所述驱动电路通过串口与所述微控制器连接。
3.如权利要求2所述的一种柑橘园土壤水分渗透的测量系统，其特征在于，所述双稳态电磁阀为SLXN7K50双稳态电磁阀；所述驱动电路由IRF520大功率MOS管及其外围电路组成，通过串口与所述微控制器连接。
4.如权利要求1所述的一种柑橘园土壤水分渗透的测量系统，其特征在于，所述土壤水分传感器采用METER的EC-5小型传感器。
5.如权利要求1所述的一种柑橘园土壤水分渗透的测量系统，其特征在于，所述信号调理模块由A/D转换器组成，通过串口与微控制器连接。
6.如权利要求1所述的一种柑橘园土壤水分渗透的测量系统，其特征在于，所述微控制器采用STM32F407VGT6芯片。
7.一种柑橘园土壤水分渗透的测量方法，其特征在于，包括：
S1：将待测量土壤自上而下均匀划分为a层，每层均匀布置bxb个土壤水分传感器，设每层高度差为h，相邻土壤水分传感器的距离为s；
S2：通过显示模块设置灌溉时间及灌溉完成与采集数据的时间间隔，向执行装置发送灌溉指令；
S3：执行装置完成灌溉作业后返回反馈数据至微控制器，微控制器等待采集数据时间，向测量设备发送采集数据指令；
S4：测量设备返回三次测量数据至微控制器，进入待机模式；
S5：所述测量数据通过信号调理模块转换为数字信号，在微控制器中求平均值并存储；
S6：将S4执行n+1次，其中前n次测量数据用于建立贝叶斯模型中的先验概率；
S7：根据所述先验概率及第n+1次测量数据，计算置信距离，筛选出最佳融合数；根据所述最佳融合数计算第i层水分估计值、以及第i层与第i+1层的水分渗透率。
8.如权利要求7所述的一种柑橘园土壤水分渗透的测量方法，其特征在于，所述S6中，前n次测量数据用于建立贝叶斯模型中的先验概率，包括：
S61：设第i层，第j个传感器，一次测量平均值记为xijk；对于第i层，第j个土壤水分传感器，数据矩阵Fij为:
Fij＝[xij1,xij2,......,xijk,......,xijn]，其中i＝1,2...a,a+1；j＝1,2......,b2，k＝1,2......n；
S62：将作物含水量近似认为区域化变量，服从正态分布，计算μij和σij使得
其中，μij和σij分别为第i层第j个土壤水分传感器n次测量数据的均值、标准差；
技术研发人员：王卫星，杨明欣，占旭锐，周平，陈文彬，林佳翰，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44
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