中文引用格式: 邰正一,馬潤(rùn)波. 用于土壤濕度監(jiān)測(cè)的無(wú)芯片RFID傳感器設(shè)計(jì)[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用,,2024,,50(5):84-89.
英文引用格式: Tai Zhengyi,Ma Runbo. Design of a chipless RFID sensor for soil moisture monitoring[J]. Application of Electronic Technique,,2024,,50(5):84-89.
引言
土壤濕度是決定農(nóng)作物生長(zhǎng)好壞的重要因素之一,。通過合理灌溉可以提高農(nóng)作物產(chǎn)量,,并且減少水資源浪費(fèi),實(shí)時(shí)了解土壤濕度對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要意義,。
由于土壤的介電特性受土壤濕度影響顯著,,介電方法得到了廣泛發(fā)展。文獻(xiàn)[1]和文獻(xiàn)[2]利用時(shí)域反射儀(TDR)技術(shù),,通過測(cè)量反射信號(hào)的傳播時(shí)間可以得到土壤濕度的變化,。頻域反射儀(FDR)技術(shù)則根據(jù)輸出波和反射回波之間的差異來確定土壤濕度[3-4]。上述兩種介電方法雖然精確可靠,,但也需要復(fù)雜的電子設(shè)備,,這限制了它們?cè)诖笠?guī)模部署情況下的使用。因此,,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,、制作方便的諧振器更適合用于監(jiān)測(cè)土壤濕度。開口環(huán)諧振器(Split Ring Resonator, SRR)及其互補(bǔ)結(jié)構(gòu)CSRR對(duì)介電常數(shù)變化敏感,,被廣泛用于環(huán)境監(jiān)測(cè)中,。文獻(xiàn)[5]和文獻(xiàn)[6]通過SRR來監(jiān)測(cè)土壤濕度,濕度變化使得介電常數(shù)變化,,進(jìn)而使諧振器的諧振頻率發(fā)生改變,。文獻(xiàn)[7]、文獻(xiàn)[8]和文獻(xiàn)[9]利用CSRR對(duì)土壤濕度進(jìn)行監(jiān)測(cè),,結(jié)果表明CSRR結(jié)構(gòu)具有相當(dāng)高的靈敏度,,但是在高土壤濕度下諧振峰值過低,實(shí)測(cè)時(shí)難以確定其諧振頻率,。文獻(xiàn)[10]通過在基板頂部采用微帶線耦合三角形螺旋諧振器,,以及底部蝕刻矩形螺旋諧振器的方法,實(shí)現(xiàn)差分傳感,,可去除土壤成分,、溫度等環(huán)境因素產(chǎn)生的影響,提高傳感器的準(zhǔn)確度,,然而這種結(jié)構(gòu)將參考諧振器放置在土壤之下,,導(dǎo)致參考諧振頻率仍受土壤濕度的影響,。
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作者信息:
邰正一,,馬潤(rùn)波
(山西大學(xué) 物理電子工程學(xué)院,山西 太原 030006)