我國(guó)是一個(gè)傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大國(guó)，人口眾多，國(guó)土面積廣大，但耕地資源相對(duì)匱乏，我國(guó)現(xiàn)有耕地20億畝，人均耕地面積僅為世界平均水平的三分之一，且土壤總體質(zhì)量不高。在工業(yè)化過(guò)程中，化肥，酸雨和過(guò)度的土地利用和不良的作業(yè)方式對(duì)我國(guó)的耕地造成了很大的損害。我國(guó)的土壤有三分之二是中低質(zhì)量的耕地，遭受了侵蝕、鹽堿化、酸化和不同程度的污染。據(jù)估計(jì)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，耕地總面積還將不斷下降。在這種條件下，需要更加精細(xì)而有效的利用土壤資源，對(duì)各地土壤的信息進(jìn)行監(jiān)控。每種不同的土壤都可能有不同的土地利用方式和管理措施，及時(shí)了解它們的土壤質(zhì)量信息和變化對(duì)指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和保護(hù)生態(tài)環(huán)境有十分重要的參考意義。
在這種背景下，浙江托普儀器提出了建立土壤墑情的自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以及土壤墑情速測(cè)技術(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，設(shè)備自動(dòng)化水平的提高，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的完善和設(shè)備成本的降低，為土壤墑情的自動(dòng)監(jiān)測(cè)提供了和實(shí)現(xiàn)的可能。科研人員首先提出了土壤墑情速測(cè)儀和土壤墑情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)，討論了各個(gè)模塊所需要實(shí)現(xiàn)的功能。整個(gè)系統(tǒng)主要分為下位機(jī)部分和上位機(jī)。下位機(jī)包括遠(yuǎn)程采集模塊和傳感器。上位機(jī)包括數(shù)據(jù)包接收和解析模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)操作模塊和圖形用戶界面。然后一一介紹了該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在硬件，上位機(jī)的構(gòu)建平臺(tái)，數(shù)據(jù)解析模塊和圖形用戶界面的實(shí)現(xiàn)。重點(diǎn)討論了數(shù)據(jù)庫(kù)及數(shù)據(jù)持久化層的構(gòu)建，還有數(shù)據(jù)接收部分的工作流程。介紹了在數(shù)據(jù)采集過(guò)程中通訊方式的選擇和多線程技術(shù)。
經(jīng)實(shí)驗(yàn)表明，所開(kāi)發(fā)的土壤墑情測(cè)定儀和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行可靠、功能相對(duì)完善、基本符合設(shè)計(jì)要求。儀器和系統(tǒng)對(duì)土壤的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，提高監(jiān)測(cè)效率具有重要作用。該系統(tǒng)具有一定的通用性和兼容性，對(duì)于土壤監(jiān)測(cè)場(chǎng)合有一定的實(shí)用價(jià)值。
在業(yè)界提出了“農(nóng)業(yè)"、“數(shù)字農(nóng)業(yè)’’等概念，都是以土壤的信息為基礎(chǔ)，對(duì)土地進(jìn)行信息獲取，管理和分析土壤數(shù)據(jù)集，進(jìn)行決策分析，為農(nóng)業(yè)科技人員掌握土壤信息提供大量的數(shù)據(jù)。建立起土壤墑情的自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是中國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的迫切需要，具有非常廣闊應(yīng)用的前景。
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及人民生活水平的提高，人們對(duì)日常工作條件和環(huán)境的要求也在不斷提高。在這種情況下，對(duì)于地理位置偏遠(yuǎn)的土壤信息的采集，采用傳感器自動(dòng)采集數(shù)據(jù)的要求日益突出。同時(shí)，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，設(shè)備自動(dòng)化水平的提高，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的完善，為土壤墑情的自動(dòng)檢測(cè)提供了。
其中，數(shù)據(jù)采集是現(xiàn)代檢測(cè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，用于獲取各種現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)。在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)中，需要采集各種遠(yuǎn)程模塊信息并將其送入計(jì)算機(jī)內(nèi)進(jìn)行處理。所以實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集與通訊技術(shù)扮演著極為重要的角色，成為企業(yè)增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力、降低成本、提率的一致選擇。
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