一种盆栽土壤湿度监测与提醒系统设计

该文设计了一个土壤湿度监测与提醒系统,主要由单片机、湿度传感器、模式选择、显示及报警模块几部分组成。系统采用集成了A/D转换模块的单片机为系统的控制核心,将土壤湿度传感器实时监测输出的数据进行处理,系统具有显示及语音报警功能。盆栽植物生长过程土壤水分测控系统是在总结国内外研究现状的基础上,通过采用土壤湿度传感器和单片机控制装置设计出一套适用于盆栽植物生长过程中土壤水分的监测系统,该系统可解决人们种植盆栽植物过程中存在的问题,同时又具有系统成本低、实用高等优点。     

无线传感器在农业环境监控中的应用

采用无线传感器网络监控农田环境可以为精准农业提供决策支持。结合传感器网络、移动网络与远程数据库技术,设计和建立一个能够同时对大气温度、大气湿度、土壤温度、土壤湿度、水温、光照强度、CO2体积分数、pH值等8个环境参数进行监测的农田环境监测平台,通过对系统整体结构以及软硬件的设计,实现了对农作物各种生长情况信息的实时采集、传输、远程监测和预测分析。通过各项功能和性能测试,系统数据服务稳定可靠。     

无线传感器在农业环境监控中的应用

采用无线传感器网络监控农田环境可以为精准农业提供决策支持.结合传感器网络、移动网络与远程数据库技术,设计和建立一个能够同时对大气温度、大气湿度、土壤温度、土壤湿度、水温、光照强度、CO2体积分数、pH值等8个环境参数进行监测的农田环境监测平台,通过对系统整体结构以及软硬件的设计,实现了对农作物各种生长情况信息的实时采集、传输、远程监测和预测分析.通过各项功能和性能测试,系统数据服务稳定可靠.     

欧洲中期天气预报中心第五代全球再分析土壤湿度资料在内蒙古的适用性评估

土壤湿度是研究陆-气耦合和陆面水循环过程中的重要参量,对大气环流、气候变化和干旱研究起着关键作用。由于土壤湿度观测资料较为缺乏,再分析土壤湿度资料在业务和研究扮演着重要角色。利用内蒙古自治区2018年5—10月37个气象台站逐日0～10 cm观测土壤湿度资料,对再分析[欧洲中期天气预报中心第五代再分析资料(ERA5)、欧洲中期天气预报中心第四代再分析资料(ERA-Interim)、美国全球陆面数据同化系统(GLDAS2.1-NOAH)和基于多卫星反演融合的土壤湿度业务产品系统(SMOPS)]土壤湿度资料验证评估。结果表明:4种土壤湿度资料均可以模拟出内蒙古区域土壤湿度的空间分布,但在数值上普遍高估了土壤湿度;从内蒙古3个研究分区土壤湿度时间序列统计特征来看,ERA5和GLDAS2.1-NOAH优于ERA-Interim和SMOPS资料,但ERA5高估较多;相对于ERA-Interim土壤湿度资料,ERA5模拟的土壤湿度空间分布更为合理,时间相关系数最高,但均方根误差较大。由此可见,ERA5模拟能力优于ERA-Interim,且再分析土壤湿度资料普遍好于卫星融合土壤湿度SMOPS资料。     

基于无线传感器网络的赣南脐橙土壤湿度监控系统

赣南是我国最大的脐橙产区,适时适量的给水灌溉直接关系到脐橙的产量与质量.为了提高灌溉效率,提高种植生产效率,针对赣南丘陵地貌特征,以ZigBee为技术核心,结合internet技术,设计了一个无线土壤湿度监测与控制系统.通过该系统,用户可以远程实时查看脐橙园区土壤湿度,远程下达打开或关闭灌溉阀门的指令,控制土壤湿度.脐橙园区实地测试表明,该系统能够实现预定功能,具有较好的稳定性,为脐橙智能灌溉提供了有效工具.     

中国气象局陆面同化系统和全球陆面同化系统对中国区域土壤湿度的模拟与评估

土壤湿度是气候变化的重要影响因素之一,但是土壤湿度观测资料的缺乏严重制约了与之相关的研究,陆面模式模拟的土壤湿度资料可作为观测资料的重要补充,广泛应用于业务和科研。利用国家气象信息中心提供的2012年中国区域226个站点逐小时的土壤湿度观测资料,对中国气象局陆面同化系统(CLDAS)和全球陆面同化系统(GLDAS)四个陆面模式输出的土壤湿度产品进行了比较与评估,结果表明:1五个模式均可以模拟出中国区域土壤湿度的空间分布状况,但是从模拟值与观测值的偏差和相关系数来看,CLDAS的土壤湿度产品优于GLDAS;2从对选取的五个研究区域土壤湿度的模拟状况来看,CLDAS好于GLDAS,仅在江淮和西南地区的模拟存在轻微的偏差;3 CLDAS在中国区域的土壤湿度模拟上存在一定的优势,这对于土壤湿度研究和业务应用都具有积极的意义。     

基于手机App的植物生长环境实时监控系统设计

针对植物生长环境温湿度监控难的问题,设计了一款可以远程实时监控空气温湿度和土壤湿度的系统.该系统采用STM32F103C8T6单片机作为微处理器,通过温湿度传感器采集空气温湿度和土壤湿度,再利用Wi-Fi模块将采集的数据上传到手机端,手机端App将数据传送到云端服务器,从而实现环境温湿度远程实时监控.仿真实验结果显示,监控系统实时性强、智能性高,符合农业生产中植物生长环境温湿度控制要求.     

基于压缩感知的土壤湿度图像重构系统设计

针对典型土壤微波辐射特性,分析了传统的测量方法。研究了微波辐射干涉直接采用测量原理,建立了基于压缩感知的土壤湿度微波辐射图像重构系统。利用该模型获取可信、高分辨率的土壤湿度数据,为土壤湿度估测等方面提供理论依据和技术支持,实现水涝和干旱的实时监测,解决其生态环境问题。     

农场智能灌溉系统设计

本文设计了一农场智能灌溉系统,分别介绍了对数据采集模块,现场控制模块,中央计算机的设计方法。该系统以土壤湿度为参数指标,通过数据分析控制灌溉状况。系统稳定性高,减轻了劳动强度,节约水源,推进了农业的精准化,科技化。     

CLDAS和GLDAS对中国区域土壤湿度的模拟与评估

土壤湿度是气候变化的重要影响因素之一,但是土壤湿度观测资料的缺乏严重制约了与之相关的研究,陆面模式模拟的土壤湿度资料可作为观测资料的重要补充,广泛应用于业务和科研.利用国家气象信息中心提供的2012年中国区域226个站点逐小时的土壤湿度观测资料,对中国气象局陆面同化系统(CLDAS)和全球陆面同化系统(GLDAS)四个陆面模式输出的土壤湿度产品进行了比较与评估,结果表明:①五个模式均可以模拟出中国区域土壤湿度的空间分布状况,但是从模拟值与观测值的偏差和相关系数来看,CLDAS的土壤湿度产品优于GLDAS;②从对选取的五个研究区域土壤湿度的模拟状况来看,CLDAS好于GLDAS,仅在江淮和西南地区的模拟存在轻微的偏差;③CLDAS在中国区域的土壤湿度模拟上存在一定的优势,这对于土壤湿度研究和业务应用都具有积极的意义.     

基于模糊信息优化处理法的膨胀土分类

针对膨胀土胀缩性“高低”划分属于模糊概念，应用模糊信息优化处理方法对国道G316公路沿线某段膨胀土滑坡区域膨胀土进行分类。首先将22组土样的试验资料，按照二维正态信息扩散公式分别建立液限、塑性指数、含水量和胀缩等级之间的模糊关系矩阵R，然后将10组验证土样的液限、塑性指数和含水量按一维信息分配公式进行信息分配，求得原因集Xo；最后通过两级模糊近似推论得出了该10组土样的分类结果，并将其与灰色系统理论方法的分类结果进行比较，其中7组的分类完全相同，而其余3组土样的分类精度则更高。结果表明该方法是一种有效的膨胀土分类方法，可以为膨胀土的工程治理设计提供参考。     

带温度测试模块的TDR测试系统研制及温度校准

研制出带有温度测试电路的时域反射仪(TDR)土壤参数测试系统,该系统能够实时监测被测土壤温度;设计了应用于TDR测试系统的土壤温度测试电路;利用该TDR系统采集土壤样本在不同温度下的TDR波形;研究了温度变化对TDR测试波形的影响;反演土壤体积含水量和体积电导率随温度变化趋势.给出了此TDR测试系统测量得到的土壤含水量温度修正公式和土壤体积电导率与测量样本温度变化的关系.带有温度测试模块的TDR测试系统能够扩大TDR应用范围,提高土壤含水量的测量精度.     

地基土对设备-结构体系能量反应影响分析

为了分析地基土对设备-结构体系能量反应的影响规律,开展了设备-结构体系振动台试验与设备-结构-地基土相互作用体系实时子结构振动台试验,对比以刚性地基为假设的设备-结构体系与考虑地基土影响后的设备-结构体系能量反应发现:考虑地基土影响后设备与结构的累积总输入能大幅度减小,且地基土可改变设备与结构总输入能在时间上的分布特性。由试验结果根据相似关系反推原型设备-结构体系的能量反应表明,基于刚性地基假设的设备-结构体系能量反应可能存在较大误差,因此在设备-结构体系分析中应当考虑地基土的影响。     

三轴剪切仪微机控制及检测系统

介绍了国产三轴剪切仪由手动操作和人工测量改为微机控制及检测的系统. 该系统对土工实验进行数据自动采样、显示、绘图、制表, 以及完成人工操作实验中无法完成的数据处理工作. 在系统软件的支持下, 实验土样变形较大时进行自动补偿, 从而提高了土动力性能实验的水平和精度.     

S-clay1模型与剑桥模型的分析比较

土体的本构模型是高等土力学的重要内容,其中最经典的模型当属剑桥模型.英国剑桥大学的Roscoe于1963年提出了用于正常固结或者弱超固结粘土的剑桥模型,可以被视为现代土力学的开端.在此以后很多学者都在本构模型方面做出了很多研究,提出了很多新的模型,如拉德-邓肯模型、空间滑动面模型、S-clay1模型等.本文主要介绍S-clay1模型与剑桥模型的比较,并结合试验进行分析.本次试验采用的是GDS标准应力路径三轴试验系统,该系统测量精度高而且可以数字化操作,在测量精度和自动化程度上都比常规三轴试验先进很多.     

斜交隧道-土体相互作用体系振动台试验设计

为研究复杂斜交地铁隧道-土体相互作用体系的地震响应规律,系统阐述了交地铁隧道-土体相互作用体系振动台试验中方案设计的关键问题并进行了分析,详细介绍了地震模拟振动台系统、相似比设计原则、模型体系整体布置、传感器布设、试验工况加载方案等试验设备与技术,重点说明了模型土的配制、刚性模型箱的设计及其边界合理性的验证,同时根据远离隧道的中远场测点的加速度响应结果评价配制的模型土的合理性。本次振动台试验可为今后空间交叉地铁隧道-土体相互作用体系的大型振动台试验设计提供借鉴与参考。     

桩土接触面三轴模拟试验设备研究与应用

针对基坑开挖卸荷会导致桩基承载力损失和引起桩身拉力作用所带来的安全问题,研制了一套可控制复杂应力状态变化的桩土接触面三轴模拟试验仪.该试验仪采用三轴围压室的气压加载控制接触面法向应力,利用围压室顶部的双套活塞实现对顺接触面向土体应力状态和桩土接触面剪切加载的分别控制,通过设置土样上下表面孔压来控制接触面的渗流状态和有效应力变化.其测试系统可对接触面总摩擦阻力、桩土相对位移和土样分层变形进行量测,实现对复杂应力状态下的桩土接触面相互作用特性的研究.通过等向加卸载应力作用下的接触面试验验证了该试验仪的有效性.试验结果表明,桩土接触面的极限摩擦阻力和摩擦系数随着法向应力的增加而增大,土层的变形也随着法向应力的增加而变大.     

植被作用下膨胀土蒸发模拟试验装置及TDR标定

以广西膨胀土为研究对象,考虑大气的影响作用,针对植被作用下膨胀土的工程性质,展开室内模型试验。为了有效模拟大气环境,研制了阳光辐射模拟系统,并对不同辐射强度进行了标定;为了有效测试蒸发状态下膨胀土水分的迁移特征,对蒸发状态下TDR的测试过程进行了标定试验。研究结果表明,植被作用下膨胀土蒸发模拟试验装置及TDR标定方法可以满足试验要求,也为类似项目提供了借鉴。     

上海软土的动力计算模型

将上海饱和软土视为由固相和液相组成的两相饱和多孔介质,根据共振柱试验,动三轴试验,提出一种能够全面考虑应力、应变、振动孔隙水压力,震陷的上海饱和软土等效线性化动力计算模型,并进行了较为详细的参数研究,然后将其与Ｂｉｏｔ动力固结方程相结合,建立了土体有效应力动力计算方法,最后应用该方法对上海土层进行了地震反应分析,并得到一些有益的结论。     

顶管施工模型试验系统研发与应用

针对顶管施工产生的施工扰动问题和现有模型试验设备的不足,研发对管壁注浆压力、土仓压力和土体损失率能进行精确控制的室内顶管模型试验系统,并以海口给排水管网改扩建工程为背景,通过管线预埋的方式研究近间距顶管顶进对既有管道和地表竖向变形的影响.研究结果表明:研发的室内模型试验系统可以精确控制管壁注浆压力、土仓压力和土体损失率,试验系统得到的数据正确可靠;顶管顶进时会对既有管道产生附加应力,但附加应力远小于围岩应力,实际现场中无需考虑附加应力对管片承载的影响;现场顶进施工需对机头的切削速率和顶进速率进行协同调控,且严格控制出土速率,从而实现对地表竖向变形的有效控制.可为今后现场平行顶管施工提供有效指导.