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二氧化碳(CO2)浓度是许多领域需要实时监测和分析的重要数据,对二氧化碳浓度的监测应用于农业生产、环境保护、医药卫生、工业生产分析与控制、航空航天等领域。二氧化碳是造成温室效应的重要因素,由于现代工业社会过多的燃烧煤炭、石油、天然气产生的二氧化碳进入大气,导致近年来大气中二氧化碳浓度逐渐增加。同时,二氧化碳还是植物光合作用的主要原料,因此有关农田内二氧化碳浓度的监控与测量对于农情信息采集、农田碳汇、二氧化碳施肥、提高作物产量具有重要意义。为了准确地测得农田近地气层二氧化碳浓度梯度分布,减少人为测量所产生的误差,并可实现二氧化碳梯度浓度的自动测量,本文设计了一套二氧化碳浓度梯度的气体采集方案,并通过嵌入式技术控制二氧化碳梯度浓度的采集和测量,同时本文选取GPRS技术作为传输技术的解决方案,可以实现采集结果的远程获取。本文设计的二氧化碳浓度梯度分布原位同步测量系统主要包括以下几个方面：(1)机械采集结构设计：在本系统中气体机械采集结构主要由定量气泵、直动式二位三通电磁阀和气管组成,设计有5个支路,用于气体的暂时存储和分别测量。(2)电气控制电路：电气控制部分控制芯片采用STM32单片机,用于控制泵阀组、采集传感器信息并与上位机进行通信。(3)上位机和下位机软件设计：主要包括下位机底层驱动程序和上位机数据显示界面及存储系统。(4)试验设计与验证：通过室内和室外试验两部分,验证装置可靠性,考察二氧化碳浓度梯度分布规律。本文设计一种二氧化碳浓度梯度分布原位同步测量系统,该系统采用基于STM32的控制系统和GPRS网络的无线传输系统,安装在农田中可以自动进行二氧化碳浓度梯度分布的测量并将测量数据发送至上位机服务器,系统主要有机械采集模块和电气控制模块组成。通过试验表明该装置能够较好的测得农田二氧化碳浓度梯度的分布关系,实现了农田信息的自动获取。