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目前，人们常用的观测土壤温湿度方法有三种方法：遥感与GPS定位法，间接测定法，直接测定法。遥感与GPS定位法要将所测土壤的样品送到实验室进行处理分析，其耗资费时，且不能实现实时的检测，仅能对某一段时间内土壤的温湿度进行分析[2]。间接测定法是测定可反映土壤含水量和温度的土壤物理参数及气体体积的方法，其最常用的方法是电测法：主要根据土壤的水分与土壤中溶液导电性的密切关系来测定土壤湿度；利用所测土壤温度变化和流经热敏电阻的电流变化关系，测定土壤温度。其操作简单，仪器低廉，可以定点连续测定，但不灵敏，在温度过高的条件下不准确，又因测定过程中需要操作人员观察，因此布点不能较多。直接测定法是通过土壤温度和湿度的直接测量得出土壤温湿度，其中土壤温度直接测量是指用温度计直接测温度，优点直观易读，但精度难以保证；土壤湿度直接测量指把土壤中的水分与固体部分相分离的方法，包括称重烘干法和酒精法，其优点是直接，简单，但人工取土，实验室分析，导致劳动强度加大，测定过程费时，繁琐。常规的农田土壤湿温度检测方法，有的过程繁琐，操作不便；有的可操作性强，但太过简单，难以保证精确度；有的耗资费时。且共同缺陷为缺乏时效性，难以实现对农田环境的实时监控，为了有效改善常规的检测技术和监测手段，必须借助现代科学技术的先进成果，从而实现集成化，高时效性。
1. 系统设计方案
为了实现对土壤温湿度的实时检测，有效改善常规的检测技术手段，并考虑到市场需求，对土壤温湿度的测量系统作出总体的设计方案。
1.1 设计指标
本设计为改善目前市场上土壤温湿度检测系统的某些不足之处，并结合市场需求，对本设计提出如下要求。
(1) 实时性高，操作方便，功耗较低。
(2) 拓展性好，性价比高。
(3) 土壤温度测量温度范围-40 ~+70 ℃，精度达到0.5℃。
(4) 土壤湿度精度范围达到5%RH。
1.2 方案制定
根据性能参数的要求，查阅相关资料，制定可行性方案，最终确定设计方案。本设计是一种基于单片机和射频技术的无线土壤湿温度检测系统，系统由传感器、发送机和接收机，以及显示芯片和PC机组成。传感器部分由数字温度和湿度传感器芯片DS18B20和YL-69，低功耗射频传输单元nRF905等组成。传感器采用电源供电，接收机接收来自传感器的温度和湿度数据，经过处理、保存后在LCD1602或PC机用户软件界面上显示，所存储的温度和湿度数据可以通过串行口连接射频装置与接收端进行交换。
微控制器AT89S52对nRF905无线模块的SPI 进行读取和写入操作，作为控制 nRF905的模式来发送和接收数据的操作，目的是完成无线数据传输的一种方式。
1.3 基本功能模块
基本的功能模块主要分为硬件模块和软件模块。根据设计的方案，绘制出相应的电路，以实现各模块的功能，从而达到设计指标的要求。
1.3.1 硬件模块
硬件模块的设计是本设计的一项重点，是达到性能指标的基础，所以各模块元件的选择必须围绕设计的性能指标，同时兼顾用户需求来制定。本设计各硬件模块的介绍如下。
(1) 土壤湿度检测模块。完成土壤温度的采集，将模拟信号转化为数字信号。
(2) 土壤温度检测模块。完成土壤湿度的采集，将模拟信号转化为数字信号。
(3) 无线收发模块。完成数据和单片机之间远程通信。
(4) 控制模块。控制芯片AT89S52控制着各个模块的通信，完成既定功能。
(5) 报警子模块。温湿度达到一定的阀值时，产生声音报警，提醒工作人员。
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