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本文结合863计划“水稻精准作业系统构建与应用示范”的子项目“自动土壤采样装备的开发与研制”课题,进行了土壤采样器测控管理系统的研究开发工作。
论文研究了国内外土壤采样技术的现状及特点,结合土壤采样器的设计要求,研究了基于AVR单片机的采样器自动控制系统,研制了一套车载土壤样品自动采样装置。以2007年7月在湛江雷州试验田测定的土壤养分数据作为原始数据,采用面向对象的可视化程序设计语言Visual Basic6.0及组件式GIS开发平台--SuperMap Objects5.2,利用VB6.0的ActiveX技术实现和专业绘图软件的紧密连接,从实际应用出发,设计开发了基于组件式GIS的土壤采样器测控管理系统Vl.0。
本文设计的硬件系统以ATMEL公司出品的AVR系列单片机ATmega16为核心,包括单片机主机系统、直流信号调理电路、电磁阀控制电路、液晶显示模块、键盘输入模块、通信接口模块等几部分,可以实现控制电磁阀动作,从而利用液压油控制液压缸中活塞运动;设置过压保护油压和取土筒贯入土壤深度;零点标记;与上位机进行实时通信等基本功能。
软件系统由取土状态监测与控制、土样点养分信息管理、试验田养分信息插值等多个子系统组成。系统包含实时监测与控制取土状态、地图浏览、查询检索、空间分析、数据库管理、专题地图创建、土壤养分信息插值等功能,可以对采集到的土壤样品经过分析测定后得到的养分含量进行管理,查询,分析等操作。养分插值系统运用了GIS组件技术,结合GPS定位测土,利用克里金(Kriging)空间插值方法对土壤中的碱解氮、速效磷、速效钾、有机质等养分含量进行空间插值并实时显示出等值线图,实现了试验田土壤主要养分的可视化管理,为处方农作实施奠定了基础。