机载非接触式近红外土壤墒情检测系统研制

针对探针式土壤水分传感器插入土壤后因反馈点固定而需大量布点、成本高、破坏耕层等问题,该研究提出一种基于法布里-珀罗干涉近红外传感器的非接触式土壤墒情在线检测系统。系统硬件部分由机载自动检测装置、电气控制箱和北斗双天线实时差分定位系统(Real Time Kinematic,RTK)组成。整套系统样机的试制包括:传感器的选型和模块设计封装、升降检测装置设计、传感器避障与采样点北斗定位、土壤含水量预测建模、软件中的二次开发和系统与润禾2ZBA-2型移栽机的集成等。田间试验结果表明:当移栽机以0.3m/s速度行进时,土壤水分传感器参比校准后进行土壤水分的测定,5 s内工控机上实时显示水分含量值,水分含量预测值与实测值的相对误差范围为0.18%~14.46%,平均相对误差7.77%,所测水分值结合北斗RTK系统测得的定位坐标生成土壤表层含水率分布图,为后续喷灌、滴灌等变量灌溉提供参考依据。