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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

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

页码：

收录情况： CSCD（2025-2026年度） ; ; 科技核心（2024版） ; ; 农林核心（2024版）

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】（1）V-G模型在拟合土壤水分与负压关系时表现最佳，拟合度R2值达到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】系统测试结果表明，土壤水分与负压监测系统具备稳定、可靠...

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