土壤水分与负压估算模型研究与监测系统设计

文献类型： 中文期刊

第一作者： 郝萍萍

作者： 郝萍萍;韩金朝;丁凡;宋蕾;李留珂;马宁;张晓斌;冯俊杰

作者机构：

关键词： 土壤含水率;张力计;物联网;van Genuchten模型

期刊名称： 灌溉排水学报

ISSN： 1672-3317

年卷期： 2025 年 44 卷 007 期

页码： 46-53

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： [目的]土壤含水率的实时监测对作物生长和田间管理至关重要.传统的土壤水分张力计通常需要人工读数和定期维护,限制了其在大规模农田中的应用.为实现土壤水分的实时在线监测,本文设计了一种土壤水分监测系统.[方法]通过土壤试验获取土壤水分和负压数据,对van Genuchten(V-G)模型、支持向量回归模型(SVR模型)、多项式回归模型和贝叶斯回归模型共 4 种常用的土壤水分与负压建模方法进行对比,评估 4 个模型在土壤水分与负压关系的建模精度,并基于物联网三层架构完成系统软硬件模块设计.[结果]①V-G模型在拟合土壤水分与负压关系时表现最佳,拟合度R2 值达 0.98,能够准确捕捉土壤水分变化的非线性特征,适合用于土壤水分张力的预测;②基于V-G模型,本文设计的土壤水分张力计监测系统成功集成了AIR780E单片机、XGZP6895D数字气压传感器和 4G 通信模块,能够提供更高的传输速率和更稳定的连接,尤其在远程和复杂环境下,系统的稳定性明显优于常规无线通信协议,实现实时获取土壤水分数据并进行远程传输与在线监测.[结论]土壤水分与负压监测系统具备稳定、可靠的实时监测能力,能够有效提高农业灌溉和水资源管理的效率.

分类号： S2

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