Měření vlhkosti a teploty půdy

Bc. Kryštof VANĚK

Diplomová práce

Measurement of humidity and temperature of soil

Anotace:

Práce se zabývá návrhem autonomního elektronického systému pro využití v precizním zemědělství, měřícího půdní vlhkost s využitím kapacitních senzorových elementů a půdní teplotu. Měření vlhkosti je realizováno přímým vzorkováním napětí a proudu impedančního dvojpólu zapojeném v autobalančním můstku s pracovní frekvencí 10 MHz. Pro zjednodušení obvodového řešení při zachování rozlišení je využito vzorkování v ekvivalentním čase. Získaná číslicová reprezentace je vyhodnocena za pomoci Goertzelova algoritmu výpočtu DFT. Výsledná hodnota komplexní impedance je společně s teplotou získanou z měření odporu NTC termistoru odeslána ke vzdálenému vyhodnocení za pomocí prostředků IoT prostřednictvím sítě LoRaWAN.

Abstract:

This thesis focuses on the design of autonomous electronic measurement system for use in precision agriculture. This system measures soil moisture, employing capacitive sensing elements and soil temperature. Soil moisture measurement is conducted by direct sampling of voltage and current of one-port impedance network connected in an auto-balancing bridge with working frequency of 10 MHz. To simplify the electronic circuit design, while preserving measurement resolution, equivalent-time sampling method is used. Digital representation obtained by sampling voltage and current waveforms is evaluated by DFT using the Goertzel algorithm. Resulting values of complex impedance and temperature, obtained by measuring NTC thermistor resistance, are transmitted to off-site analysis by the means of IoT, through the LoRaWAN network.

Klíčová slova

Zemědělství 4.0, precizní zemědělství, IoT, multisenzorová platforma, vlhkost půdy, teplota půdy, kapacitní senzory, autobalanční můstek, vzorkování v ekvivalentním čase, DFT, Goertzelův algoritmus

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 27. 5. 2021

Zveřejnit od: 31. 12. 2999

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Ing. Jiří Čengery, Ph.D.

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI

Fakulta elektrotechnická

Magisterský studijní program / obor:
Elektrotechnika a informatika / Elektronika a aplikovaná informatika