《電子技術(shù)應(yīng)用》
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傳感器風(fēng)速傳感器在農(nóng)業(yè)氣象環(huán)境方面的應(yīng)用

2018-04-16

  農(nóng)業(yè)生產(chǎn)離不開(kāi)氣候環(huán)境, 時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境的變化, 準(zhǔn)確地把握農(nóng)時(shí), 對(duì)確保農(nóng)業(yè)豐收至關(guān)要,。近年來(lái),,隨著現(xiàn)代化科技技術(shù)的不斷發(fā)展,當(dāng)前設(shè)施農(nóng)業(yè)已成為解決上述關(guān)鍵問(wèn)題的一種農(nóng)業(yè)新興產(chǎn)業(yè),。設(shè)施農(nóng)業(yè)是借助溫室及其配套裝置來(lái)調(diào)節(jié)和控制作物生產(chǎn)環(huán)境條件的新農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式,,是農(nóng)業(yè)擺脫自然制約的有效手段,是對(duì)常規(guī)農(nóng)業(yè)的革命性發(fā)展,,是高產(chǎn),、高效,、優(yōu)質(zhì)和技術(shù)密集型的農(nóng)業(yè)。例如以色列,、荷蘭等國(guó)在設(shè)施農(nóng)業(yè)中研究和生產(chǎn)方面已達(dá)到很高水平,。然而在設(shè)施農(nóng)業(yè)中,如何獲取信息以調(diào)節(jié)農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境顯得極為重要,。其中涉及到關(guān)鍵技術(shù)中信息獲取手段是最重要的關(guān)鍵技術(shù)之一,。因此,開(kāi)發(fā)性能價(jià)格比高的設(shè)施農(nóng)業(yè)用傳感器是當(dāng)務(wù)之急,。

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  傳感器技術(shù)作為新世紀(jì)的發(fā)展方向,,傳感器在農(nóng)業(yè)中的廣泛應(yīng)用。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,,自然界的光,、熱、水,、氣的某種組合對(duì)某項(xiàng)生產(chǎn)有利,,就形成有效的農(nóng)業(yè)自然資源。農(nóng)作物生產(chǎn)需要適宜的溫濕度,,而傳感器可以采集與控制大棚中的溫度與濕度參數(shù),,使其更符合農(nóng)作物發(fā)展需求。其次傳感器可以對(duì)土壤的干燥度進(jìn)行檢測(cè),,來(lái)指導(dǎo)農(nóng)業(yè)灌溉,,在節(jié)約水資源的同時(shí)保證農(nóng)作物的生長(zhǎng)。一般可以利用干燥度傳感器進(jìn)行土壤檢測(cè),。光合作用對(duì)于農(nóng)作物生長(zhǎng)至關(guān)重要,,因此對(duì)大棚中的光照度進(jìn)行控制就十分必要了。采用光傳感器可以控制人工光照的強(qiáng)度,,創(chuàng)造良好的生長(zhǎng)環(huán)境,。光合作用還需要二氧化碳的參與,因此可以利用氣體傳感器來(lái)控制大棚中二氧化碳濃度,,幫助農(nóng)作物生長(zhǎng),。還可以利用生物傳感器對(duì)土壤養(yǎng)分,如有機(jī)質(zhì),、pH值,、氮、磷,、鉀以及交換性鈣和鎂等進(jìn)行檢測(cè),,以提升農(nóng)作物產(chǎn)量。這使得傳感器在設(shè)施農(nóng)業(yè)中逐漸應(yīng)用,其重要性也在不斷凸顯,。

  除了自然界的光,、熱、水,、氣對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有利此外風(fēng)也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的環(huán)境因子之一,。中國(guó)盛行季風(fēng),對(duì)作物生長(zhǎng)有利,。在內(nèi)蒙古高原,、東北高原、東南沿海以及內(nèi)陸高山,,都具有豐富的風(fēng)能資源可作為能源開(kāi)發(fā)利用。其中風(fēng)速適度對(duì)改善農(nóng)田環(huán)境條件起著重要作用,。近地層熱量交換,、農(nóng)田蒸散和空氣中的二氧化碳、氧氣等輸送過(guò)程隨著風(fēng)速的增大而加快或加強(qiáng),。風(fēng)可傳播植物花粉,、種子,幫助植物授粉和繁殖,。風(fēng)能是分布廣泛,、用之不竭的能源。但是萬(wàn)物都有利弊風(fēng)對(duì)農(nóng)業(yè)也會(huì)產(chǎn)生消極作用,。它不僅能傳播病原體,,蔓延植物病害。高空風(fēng)還是粘蟲(chóng),、稻飛虱,、稻縱卷葉螟、飛蝗等害蟲(chóng)長(zhǎng)距離遷飛的氣象條件,。大風(fēng)使葉片機(jī)械擦傷,、作物倒伏、樹(shù)木斷折,、落花落果而影響產(chǎn)量,。不僅如此大風(fēng)還會(huì)造成土壤風(fēng)蝕、沙丘移動(dòng),, 而毀壞農(nóng)田,。在干旱地區(qū)盲目墾荒,風(fēng)將導(dǎo)致土地沙漠化,。牧區(qū)的大風(fēng)和暴風(fēng)雪可吹散畜群,,加重凍害。地方性風(fēng)的某些特殊性質(zhì),也常造成風(fēng)害,。由海上吹來(lái)含鹽分較多的海潮風(fēng),,高溫低溫的焚風(fēng)和干熱風(fēng),都嚴(yán)重影響果樹(shù)的開(kāi)花,、座果和谷類(lèi)作物的灌漿,。防御風(fēng)害,多采用培育矮化,、抗倒伏,、耐摩擦的抗風(fēng)品種。營(yíng)造防風(fēng)林,,設(shè)置風(fēng)障等更是有效的防風(fēng)方法,。

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  正常的風(fēng)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)很有作用的,所以對(duì)風(fēng)速和風(fēng)向進(jìn)行測(cè)量對(duì)農(nóng)業(yè)也會(huì)有很大的幫助,。因此需要對(duì)農(nóng)業(yè)氣象和環(huán)境進(jìn)行適時(shí)監(jiān)測(cè),,監(jiān)測(cè)所用傳感器主要有電容式或應(yīng)變式傳感器構(gòu)成的氣壓傳感器、電阻式傳感器構(gòu)成的風(fēng)向傳感器,、基于熱量轉(zhuǎn)移原理或差壓原理構(gòu)成的風(fēng)速傳感器是一種可以連續(xù)測(cè)量風(fēng)速和風(fēng)量(風(fēng)量=風(fēng)速x橫截面積)大小的常見(jiàn)傳感器,,是農(nóng)業(yè)氣候自動(dòng)監(jiān)測(cè)站風(fēng)的參數(shù)測(cè)量的重要設(shè)備。

  其中法國(guó)LCJ Capteurs 超聲波風(fēng)速傳感器 - CV7-OEM是工釆網(wǎng)最新最精確的堅(jiān)固型風(fēng)速傳感器,,可通過(guò)緊湊的風(fēng)傳感器實(shí)現(xiàn)較高的準(zhǔn)確度和連續(xù)的風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)收集,。無(wú)需維護(hù),能夠在最極限條件下達(dá)到最高標(biāo)準(zhǔn)操作水平,,此外關(guān)于聲音方面,,聲音則是在交叉口由流動(dòng)的物體傳輸。傳輸是是由電子聲學(xué)傳感器(1)用超聲波信號(hào)(2)在他們之間通信,,沿著正交軸,, 由風(fēng)速(3)引起聲波傳輸時(shí)間不同。法國(guó)LCJ Capteurs 超聲波風(fēng)速傳感器 - CV7-OEM則是在他們之間通信傳輸 4 種不同的測(cè)試,,然而測(cè)試得到的食量頭部風(fēng)用于計(jì)算,。結(jié)合測(cè)量計(jì)算出風(fēng)速和根據(jù)基軸計(jì)算出風(fēng)向。溫度測(cè)量則是用于校準(zhǔn),。傳感器的設(shè)計(jì)減小傾角的影響(4)(傳感器傾角的影響能被部分校正是由于傳感器空間的形狀) ,。另一方面CV7 還可以傳輸了4 個(gè)獨(dú)立的測(cè)試數(shù)據(jù)以保證檢查用于頭風(fēng)矢量計(jì)算的正確性,這個(gè)方法給出了 0.15m/S的風(fēng)速靈敏度,,卓越的線性度,,可達(dá)到 40m/S。該風(fēng)速傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)農(nóng)田時(shí)的風(fēng)速和風(fēng)量并與數(shù)據(jù)采集控制模塊相連,,通過(guò)無(wú)線模塊將數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離傳輸?shù)綒庀髷?shù)據(jù)分析軟件中分析并顯示出來(lái),,從而實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)氣候中的風(fēng)速監(jiān)測(cè),,利于農(nóng)業(yè)的安全生產(chǎn)。并且可廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè),、國(guó)防和航空航天氣象領(lǐng)域,,比如無(wú)人機(jī)、地面發(fā)射及回收站,、配套氣象站等,。


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