低功耗土壤环境检测器的研究与设计开题报告

1. 研究目的与意义

一、研究背景

土壤是农业生产和人类赖以生存的物质基础”。当今土壤质量不仅存在肥力不足、土质污染化，而且还包括土壤养分贫瘠化、土壤酸碱化、土壤板结等问题。由于土质的改变严重影响土壤的生产功能、环境功能和生态功能的发挥，并对粮食产量、食物质量、生态安全和人体健康造成一定影响。所以，在提倡精准农业的今天，快速、有效、准确的检测出土壤温度、湿度和土壤ph值等参数，对于我们这个农业大国非常重要，其参数取值直接影响着植物生长发育以及农作物产量，直接决定现代农业生产力。随着计算机与无线网络技术的发展，传统农业与网络的结合越来越紧密，仅仅靠观察土壤颜色、用手感知土壤得到的温度与湿度已然无法满足目前需求,如今微电子技术还有计算机技术快速的发展将土壤环境检测器的研究推上了一个新阶段，因而需要凭借新兴技术设计的低功耗土壤环境检测器来帮助我们达到目的。

2. 研究内容和预期目标

一、主要研究内容：

低功耗土壤环境检测器分别测量土壤中温度和湿度两个参数。在设计过程中既要控制测量误差，又要保证测量精度，同时期望设计成本尽可能低。其中每一种传感器采集设备均独立分开工作，与各自的数据采集电路相连接，为了便于测量，减少不必要的繁琐事务，检测仪的供电电源放弃使用220v电源，而采用锂电池为设备供电，并采用先进的无线充电技术对锂电池充电。当传感器采集到的信号经单片机处理后，通过nb-iot无线通信模块将测得的数据传输给上位机，通过算法程序对土壤温度湿度进行定量分析并进行分级处理。

本文具体研究内容如下：

3. 研究的方法与步骤

一、拟采用的研究方法

首先我们需要确立系统整体的设计方案，它包括系统软件与硬件的设计。其中硬件设计部分包括主控制器模块、数据采集模块、a/d转换模块、无线通信模块、lcd显示模块和电源管理模块。软件部分包括主控制程序、信号采集处理程序、显示程序以及无线通信程序构成。

4. 参考文献

[1]贾智海.基于nb-iot的区域大气环境立体网格监测系统设计[j].仪器仪表与分析监测,2019(01):40-43.

[2]唐宏,牟泓彦,杨浩澜.基于小区间干扰消除的nb-iot时延估计算法[j].通信学报,2019(02):92-101.

[3]王国义,袁涛.智能路灯的nb-iot技术监控系统[j].吉首大学学报(自然科学版),2019,40(01):27-29 33.

5. 计划与进度安排