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内容介绍

《精准节水灌溉控制技术》详细阐述了土壤墒情及植物茎体含水率测量方法，及土壤水分传感器和植物茎体水分传感器的工作原理和研制过程，经过大量实验，验证了传感器具有较高的可靠性、一致性和稳定性。以此为基础，研制出了按植物需求精准节水灌溉自动调控系统，并成功应用到北京奥运项目——民族大道精准节水灌溉项目，证明了此系统具有较高的可用性。 《精准节水灌溉控制技术》适合节水灌溉研究学者、农林高等院校的教师及学生、节水灌溉工程设计人员、节水灌溉施工技术人员阅读。

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精彩书摘

节约用水的根本思路是精准灌溉，精准灌溉控制是按照植物生命需求进行灌水和停水。 植物生命需水主要体现在两个方面：一方面是植物的耐旱特性；另一方面是土壤含水量。按植物生命需水状况精准节水灌溉控制系统就是依据植物耐早特性，结合土壤含水量来实时控制灌溉系统的启动、停止，实现精准灌溉。 按植物生命需水状况精准节水灌溉控制系统包括：植物水分传感器、土壤水分传感器、电磁阀、系统控制器、远程监控器及其相关软件。植物水分传感器及土壤水分传感器的研究是精准节水灌溉控制系统能否精准、可靠运行的前提，因此，植物水分、土壤水分测量方法的研究是本书研究的一个重要内容。 植物含水量是植物耐旱的一个重要指标，它与植物水势密切相关，是影响植物生长的重要物理参数。只有实时、准确地提取植物生理含水量，才能较为精确地获得植物水势，无论是对于精细城市园林业的研究与应用，还是对节水技术体系的实施都具有很高的理论价值。 土壤含水量是按植物生命需水状况精准节水灌溉控制系统的另一个重要控制依据，是本系统可靠运行、精准控制的保证，因此，土壤水分测量方法及其传感器的研究有着非常重要的地位。 系统控制器是按植物生命需水状况精准节水灌溉控制系统的主要执行机构，其软硬件设计有着异乎寻常的重要地位，控制网络的设计是保证本系统安全、可靠、有效运行的保证。 远程监控器从字面上理解可以分为“监”和“控”两部分，其中“监”也就是远程监视，可以分为两大部分：一是对植物水分、土壤水分参数的监视；二是对控制系统及网络设备（电磁阀、传感器）的监视。远程监视就是指通过控制网络以获得信息为主；而“控”是指远程控制，即通过控制网络对远程设备进行操控，例如启、停电磁阀等，但它不仅仅包括对远程设备进行重新启动、停止等操作。

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第1章绪论 1.1 我国水资源概况及精准节水灌溉的意义 1.1.1 水资源概述 1.1.2 人类长期面临的水资源问题 1.2 灌溉控制技术的范畴及其发展现状 1.2.1 灌溉控制技术的范畴 1.2.2 我国灌溉控制技术现状及发展 1.3 按植物生命需水状况精准节水灌溉控制技术概况 第2章土壤、植物以及水之间的关系 2.1 引言 2.2 土壤 2.2.1 土壤质地及分类 2.2.2 土壤结构及分类 2.2.3 土壤容重、孔隙度及湿度 2.3 植物 2.3.1 植物成长 2.3.2 植物结构 2.4 水 2.4.1 水和土壤 2.4.2 水和植物 2.5 小结 第3章水分采集方法 3.1 引言 3.2 土壤水分采集方法 3.2.1 烘干法 3.2.2 瓶筒法测量土壤含水量 3.2.3 中子衰减法测量土壤含水量 3.2.4 张力计式土壤水分传感器 3.2.5 近红外反射法测量土壤含水量 3.2.6 介电法速测土壤含水量 3.3 植物茎体水分采集方法 3.3.1 直接法 3.3.2 间接法 3.4 小结 第4章水分传感器的理论基础及测量方法 4.1 引言 4.2 土壤水分传感器的理论基础及测量方法 4.2.1 土壤水分介电测量的理论基础 8 4.2.2 土壤介电测量的通用模型 4 4.2.3 电极化和介电常数 4.2.4 介电弛豫和德拜方程 4.2.5 测试频率的确定 4.2.6 基于驻波率（SWR）原理的快速测量方法 4.2.7 基于传输线阻抗原理的快速测量方法 4.2.8 基于电磁场理论的分析方法 4.3 植物茎体水分传感器的理论基础及测量方法 4.3.1 植物茎体的宏观构造及水分分布变异 4.3.2. 植物茎体水的存在形式及水分分布变异 4.3.3 植物的介电特性 4.3.4 植物茎体含水率与介电常数的标定关系 4.4 小结 第5章水分传感器的结构研究 5.1 引言 5.2 土壤水分传感器结构研究 5.2.1 单针式结构 5.2.2 两针式结构 5.2.3 三针式结构 5.2.4 平行四针式结构 5.3 植物茎体水分传感器结构研究 5.4 BD-I型土壤水分传感器探头结构设计 5.4.1 四针等长土壤水分探头的特征阻抗模型 5.4.2 四针不等长型土壤水分探头的阻抗模型 5.4.3 BD-I型土壤水分探头阻抗模型的试验验证 5.5 BD-II型植物茎体水分传感器探头结构设计 5.6 传感器总体电路设计 5.6.1 检波电路的设计 5.6.2 显示仪表电路的设计 5.6.3 电池充电电路 5.7 小结 第6章传感器性能分析研究 6.1 引言 6.2 传感器的能量分布及测量敏感度分析 6.2.1 空间敏感度的定义 6.2.2 BD-II型水分传感器测量敏感度分析 6.2.3 BD-I型水分传感器探头的测量敏感度分析 6.3 BD-I型传感器性能分析研究 6.3.1 测量数据的处理方法 6.3.2 BD-I型传感器的静、动态特性 6.3.3 BD-I型传感器的一致性分析 6.3.4 BD-I型传感器测量结果受土壤质地影响的分析 6.3.5 BD-I与TDR、FD型土壤水分传感器性能对比分析 6.3.6 用BD-I型土壤水分传感器监测作物土壤墒情 6.4 BD-II型传感器性能分析研究 6.4.1 有机溶液介电常数测量实验 6.4.2 烘干标定实验 6.4.3 植物体积含水率实时测量实验 6.5 小结 第7章精准节水灌溉控制系统体系 7.1 引言 7.2 精准节水灌溉控制系统网络组成 7.2.1 基于现场总线式灌溉控制系统 7.2.2 几种常用的总线控制网络 7.2.3 基于Zigbee无线传感器网络的精准灌溉控制系统 7.3 小结 第8章按植物生命需水状况精准节水灌溉控制技术应用实例 8.1 引言 8.2 系统设计 8.2.1 设计思想 8.2.2 系统组成 8.2.3 系统的生物学依据 8.2.4 系统工作原理 8.2.5 系统硬件设计 8.2.6 灌溉监测控制器 8.2.7 系统监控器 8.2.8 系统控制结构 8.2.9 系统控制轮灌区的划分原则 8.2.10 灌溉小区土壤含水率预设值的整定 8.2.11 系统运行参数 8.3 工程实施 8.3.1 区域划分 8.3.2 传感器的埋设 8.3.3 控制线缆埋设和喷头安装 8.4 实际运行及结果分析 8.5 小结 参考文献

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