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为了利用信息技术改造提升传统农业，提高传统农业的生产效率，降低生产成本，实现土壤水分含量数据采集与监测的自动化，为科研人员提供一个高效节能的土壤水分数据临测平台，本论文将低成本、高效率、智能化无线传感器网络设备应用于农业土壤水分信息采集，研制了基于无线传感器网络的土壤水分数据采集与监测系统。
首先搭建了无线传感器网络系统平台，并根据无线传感器网络在土壤水分监测应用中出现的问题进行了深入地研究，分别针对TDR-3土壤水分传感器标定、无线传感器网络中耗能极大的TDR-3土壤水分传感器供能和TDR-3土壤水分传感器供电电压变化对无线传感器网络采集土壤水分数据的影响等问题进行了深入研究，并对问题提出了解决方法和进一步研究方向。
1.提出了利用分段最小二乘法和Takagi-Sugeno模糊模型进行TDR-3土壤水分传感器的标定建模，实验证明分段最小二乘标定模型简单精确，而Takagi-Sugeno模糊模型则使土壤水分传感器标定计算更精确。
2.研究设计了传感器节点节能供电系统，该系统主要由供电通断控制装置和太阳能充电系统两部分组成，系统测试表明该系统简单有效，能够较长期稳定地为传感器节点进行供电。
3.深入研究了TDR-3土壤水分传感器供电电压变化对无线传感器网络采集土壤水分数据的影响，提出了采集土壤水分数据精度计算方法和进一步的研究方向。
整体系统测试表明本系统能够实现有效地数据采集、数据传输和节点间的组网，并能进行较长时间稳定可靠地工作。该系统的研制成功必将为土壤异质性研究、精细农业灌溉和其他无线传感器网络的应用研究提供有利的技术支持和参考。