智能土壤湿度传感器：提升农场效率与作物产量

植物从土壤获取水分和大部分养分。这些土壤养分被植物根系吸收，通过称为“木质部”的维管组织传输到叶片进行光合作用。土壤通过作为食物生成的初始平台，支撑不仅植物而且其他生物的整个食物链。

农学家和农民知晓维持土壤最佳营养和湿度水平以促进作物生长的重要性。使用化肥和有机肥改善土壤质量，健全灌溉系统便于控制水分含量。

物联网和传感器技术进步催生各种土壤湿度检测系统。农民可利用这些设备监测管理土壤质量，选择适合其田地的作物。这些传感器用不同机制确定土壤含水量。因此熟悉土壤湿度相关术语很重要。

土壤湿度相关关键词：

以下是与土壤湿度测量相关的术语：

• • 土壤含水量：也称土壤湿度水平，指特定时间已知土壤量中水分含量。通常以英寸水/英尺土壤表示，或以土壤重量或体积的 % 水分表示。
• • 饱和度：指土壤所有孔隙充满水时的土壤含水量。这是暂时状态，因重力多余水会排出土壤。
• • 田间持水量：指重力从土壤孔隙移除多余水后的土壤含水量。换言之，是土壤能保持的水量。
• • 土壤湿度张力：也称土壤基质势，指水依附土壤的力量。通常用巴(bar)表示。
• • 永久萎蔫点 (PWP)：指植物不萎蔫所需土壤最小水量。若土壤含水量低于 PWP，植物无法恢复膨压。
• • 有效水分容量：指 PWP 与土壤田间持水量之间可供植物生长的水量。也称植物可用水 (PAW)，以英寸可用水/英尺土壤衡量。

这些术语通常用于确定土壤湿度含量。不同土壤湿度探测器用这些术语指示其中水分量。土壤湿度传感器工作原理一般取决于传感器使用的机制。

不同类型的土壤湿度传感器：

1) 反射仪：

使用反射测量法的土壤湿度传感器通过测量特定参数经土壤反射后的变化来确定含水量。反射仪中通常有两三根深插土壤的金属杆。已知参数的波通过这些杆传递。传感器捕捉反射波，基于参数变化确定土壤湿度量。

基于反射仪使用的参数，分为三类：

• • 时域反射仪 (TDR)：参数为电磁波速度和强度
• • 频域反射仪 (FDR)：参数为波频率
• • 振幅域反射仪 (ADR)：参数为介电常数和阻抗信号的土壤电导率。

2) 时域传输 (TDT)：

时域透射仪类似 TDR，但由完整回路组成，两端连接电源。TDT 测量脉冲深埋土壤后通过完整回路传播所需时间。脉冲在湿土中传播时间比干土长。通过考虑脉冲传播时间估算土壤湿度量。

3) 张力计：

张力计利用土壤湿度张力确定土壤湿度含量。由装水玻璃管组成。管端装多孔尖端深插土壤。当土壤湿度下降时，土壤因湿度张力从管中抽取水分，在管中产生真空，反映土壤含水量变化。

4) 颗粒基质传感器：

此传感器测量电阻确定土壤湿度水平。由石英颗粒基质包裹的电极组成。装置置于装有硫酸钙溶液的金属外壳中。微弱电流通过电极测量其电阻。若土壤湿度下降，水分从传感器被土壤抽取，电阻增加。此电阻变化用于估算土壤含水量。

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IoT 驱动的土壤湿度管理系统：

土壤湿度是促进植物生长的重要特性。它作为土壤中不同养分的溶剂，本身也是光合作用主要成分。它调节土壤温度，进一步确保新植物萌发。

测量土壤含水量对最大化作物产量和确保质量很重要。基于不同机制工作的土壤湿度传感器已出现，协助农民随时掌握农场土壤质量。

IoT 驱动的土壤湿度检测系统是农业 IoT 众多应用之一。湿度传感器收集的数据经网关传输到充当农民指挥中心的中心化平台。利用该平台数据，他可远程监测管理不同农业操作，确保作物质量和健康。

使用的硬件：-

价格：$70

Intellia INT G01 - 土壤湿度传感器

Intellia INT G01 - 土壤湿度传感器（发射器）是一款高精度、高灵敏度土壤湿度测量仪器。产品为金属外壳、高抗压强度、良好密封性能；采用电磁脉冲原理测量土壤表观介电常数。

快速规格

型号 INT G01
监测原理 FDR
结构 4-针型
输出信号 4-20mA
电源 DC12-24V
响应时间 ＜1s