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温度及温度梯度对非饱和土壤中水分迁移的影响

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简介：
本文研究了温度及其变化对非饱和土壤中水分运动的影响机制，探讨温度与温度梯度如何改变土壤含水量和水分传输路径。通过实验分析，揭示不同条件下土壤水热耦合效应的规律，为精确农业灌溉提供理论依据。 刘炳成和刘伟根据非平衡态热力学理论并考虑Soret 效应，建立了描述存在干饱和层的土壤中热、湿传递的数学模型，并对水、热的耦合迁移进行了数值研究。该研究探讨了温度与温度梯度在非饱和土壤中的水分迁移影响。

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  • 温度及温度梯度对非饱和土壤中水分迁移的影响
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    本文研究了温度及其变化对非饱和土壤中水分运动的影响机制，探讨温度与温度梯度如何改变土壤含水量和水分传输路径。通过实验分析，揭示不同条件下土壤水热耦合效应的规律，为精确农业灌溉提供理论依据。 刘炳成和刘伟根据非平衡态热力学理论并考虑Soret 效应，建立了描述存在干饱和层的土壤中热、湿传递的数学模型，并对水、热的耦合迁移进行了数值研究。该研究探讨了温度与温度梯度在非饱和土壤中的水分迁移影响。
     
  • 解决一维非饱和土壤中水分迁移方程
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    本研究致力于分析并解决一维非饱和土壤中的水分迁移问题，通过建立精确的数学模型和采用高效数值方法求解控制性偏微分方程，旨在提高对土壤水文过程的理解与预测精度。 可以用来模拟一维非饱和土壤中的水分运动过程。
     
  • 土壤温度和湿度监测模块……
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    本模块用于精确测量与记录土壤中的温度及湿度变化，适用于农业、园艺及环境科学研究，助力优化作物生长条件。 “土壤温湿度监测模块”主要涉及嵌入式系统设计领域，特别是采用STM32F103微控制器以及C语言编程技术。该模块用于实时监控土壤的温度与湿度，在农业自动化、环境监测等领域具有重要意义。 **STM32F103 微控制器**：意法半导体（STMicroelectronics）生产的基于ARM Cortex-M3内核的高性能低功耗32位微控制器，具备多种外设接口如UART、SPI和I2C等，适用于各种控制应用，包括土壤温湿度监测。 **四线土壤温湿度模块MH-Sensor-Series**：该传感器通常由一个集成的温度与湿度感应器及信号调理电路组成。通过四根导线传输数据，能够准确测量土壤环境参数，并为农业灌溉、植物生长研究等提供可靠的数据支持。使用时需根据具体规格书调整灵敏度以适应不同土质需求并确保在适当的时间间隔内完成上电操作。 **C语言编程**：作为一种高效且通用的编程语言，C语言广泛应用于嵌入式系统开发中。在此项目里，开发者可能利用C编写了控制STM32微控制器读取传感器数据、处理信息并通过串行通信接口（如UART）将结果发送至上位机或其它设备程序。 **文件结构说明：** - `keilkilll.bat`：可能是用于自动执行编译任务的Keil编译器清理脚本。 - `README.TXT`：通常包含项目的基本介绍、使用方法和注意事项，建议用户首先阅读此文档获取操作指南。 - `USMART`：可能是一个通过串口发送命令来控制STM32芯片工作的友好的命令行接口库。 - `STM32F10x_FWLib`：提供驱动程序及基本功能函数的固件库，便于开发者快速开发基于STM32的应用项目。 - `SYSTEM`：包含系统级初始化代码，包括时钟配置和中断设置等基础操作。 - `CORE`：可能包含了与微控制器内核相关的底层代码。 - `OBJ`：存放编译过程中生成的目标文件的目录。 - `USER`：用户自定义源码所在的文件夹，用于实现项目特定需求的功能模块。 - `HARDWARE`：硬件相关驱动和配置，如GPIO、ADC及UART等外设的驱动程序。 该项目关键技术包括嵌入式系统设计、STM32F103微控制器的应用、C语言编程技术以及土壤温湿度监测与传感器数据处理通信等方面。开发者需要深入了解这些领域，并结合提供的文件进行项目开发调试工作以实现有效的土壤温湿度监控功能。
     
  • CPC土壤湿度数据(土壤水分)
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    CPC土壤湿度数据提供有关土壤水分含量的信息，涵盖不同深度层次，有助于农业灌溉、水资源管理和气候预测。 月数据集由一个文件组成，其中包含月平均土壤水分。请注意，这些数据是通过模型计算得出的，并非直接测量的结果。当前版本为V2，与前一版本相比存在一些差异，特别是在非洲地区有所变化。此外，V2版本还对datavalues应用了landmask处理。单位为毫米。
     
  • IAPWS-IF97饱和温度公式
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    IAPWS-IF97饱和温度公式是国际蒸汽和水工质属性程序与函数委员会制定的标准方程之一，用于精确计算水在不同压力下的饱和温度。 水和水蒸汽的热力性质可以通过IAPWS-IF97公式进行通用计算。
     
  • RefCalc饱和温度计算器.rar
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    RefCalc饱和温度计算器是一款用于计算各种工质在不同压力下的饱和温度的实用工具。它适用于工程技术人员进行热力学分析和设计时使用。 计算不同制冷剂如R134a、R22在各种温度下的饱和温度或已知饱和温度求压力。
     
  • 水泥土中硫酸钠作用机制及其对强度的影响分析
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    本研究探讨了硫酸钠在水泥土中的作用机制，并对其影响下的材料强度变化进行了深入分析。通过实验与理论结合的方法，揭示了硫酸钠如何影响水泥土的物理化学性质及长期性能，为提高工程结构的安全性和耐久性提供了科学依据。 硫酸钠对水泥土强度的影响是涉及土木工程与材料科学的复杂问题。这种化合物广泛存在于沿海及盐渍化地区的地下水中，在这些环境中施工会遇到腐蚀性挑战，影响以水泥为固化剂的土壤加固效果。 研究者们通过无侧限抗压强度试验探讨了不同含量硫酸钠对水泥土强度的影响。该实验方法用于测量材料在不受外力约束下的抗压能力，是评估土壤加固质量的重要参数之一。结果显示，在一定范围内增加硫酸钠浓度可以提高水泥土的抗压性能，但这种增强并非线性关系，并且存在一个峰值点：当硫酸钠含量达到9g/kg时，水泥土强度最高；若超过此阈值，则其强度反而下降。这一现象与硫酸钠和水泥土之间的化学反应有关。 利用X射线衍射（XRD）及扫描电子显微镜（SEM），研究人员深入分析了上述效应的机理。这两种技术分别揭示材料内部晶体结构及其表面微观形貌，研究发现，在适量条件下形成的钙矾石晶体能够有效填充孔隙、增强水泥土的整体性和强度；然而当硫酸钠过多时，产生的膨胀力会导致水泥土破坏并降低其性能。 此外，文章还介绍了水泥土搅拌法的基本原理。此方法通过深层搅拌机械将固化剂（如水泥）与软弱土壤混合，在两者间产生物理化学作用以形成具有一定强度和稳定性的材料。这种方法广泛应用于地基处理、边坡加固等领域，并具有简单经济快速等优点；但在侵蚀性环境中，硫酸盐的存在会对效果造成负面影响。 文章强调了在含硫酸钠的地下水环境施工中应重视其对水泥土的影响，国内外学者已对此进行了大量研究工作（如Venkatarama Reddy BV和乔頔的相关研究成果）。这些深入的研究不仅有助于我们更好地理解硫酸钠的具体影响机制，还为实际工程提供了宝贵的指导建议。 最后文章提到支持这项工作的几个基金项目，包括国家自然科学基金、中国博士后科研基金等。这表明该研究受到了重要的资金支持，并展示了其在理论和应用层面的价值。
     
  • 通过ESP8266将温湿度和土壤湿度传送到OneNet，使用F103RCT6检测土壤湿度并控制继电器启动水泵
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    本项目利用ESP8266模块与OneNet平台通信，实时传输环境温湿度及土壤湿度数据，并通过F103RCT6微控制器监测土壤湿度自动启停水泵。 本段落将深入探讨如何利用STM32微控制器、ESP8266 Wi-Fi模块以及OneNet云平台来构建一个智能环境监测系统，特别关注温湿度及土壤湿度的监控，并在土壤湿度超标时自动启动水泵进行浇水。该系统适用于家庭园艺、农业自动化或室内环境控制等多种场景。 具体来说，STM32F103RCT6是一款基于ARM Cortex-M3内核的微控制器，具有高性能和低功耗的特点。它集成了多种接口如UART、SPI和I2C等，便于与传感器及无线通信模块连接。在这个项目中，STM32负责采集温湿度以及土壤湿度的数据，并通过UART接口将数据发送给ESP8266。 ESP8266是一款低成本且高性能的Wi-Fi模组，能够提供稳定的网络连接功能。在此应用环境中，它被用来把从STM32获取到的信息上传至互联网上的OneNet云平台。作为开放式的物联网(IoT)服务平台，OneNet提供了数据存储、分析和设备管理等功能，并允许用户通过API接口便捷地访问及处理这些信息。 土壤湿度传感器（例如DHT系列或AM2302）用于实时测量土壤中的水分含量。当检测到的数值超过预设阈值时，系统会启动继电器以控制水泵运行，从而对植物进行自动浇水。继电器是一种电控装置，能够接通或者断开较大的电流负载实现远程或自动化操作。 在项目的实施过程中，需编写STM32固件代码来读取传感器数据并通过UART接口与ESP8266通信；同时根据湿度判断是否启动继电器以控制水泵工作。对于ESP8266的编程，则可以采用MicroPython或者NodeMCU Lua语言实现Wi-Fi连接设置及OneNet平台的数据传输功能。 此外，还需在OneNet平台上创建设备并配置数据点来接收来自ESP8266的信息，并且设定阈值报警以触发相应的响应策略。为了便于用户管理和监控系统状态，在实际应用中还可能需要开发移动端或网页端的应用程序显示实时和历史记录信息。 总之，该方案结合了嵌入式技术、物联网(IoT)及云计算等领域知识，通过STM32微控制器、ESP8266 Wi-Fi模块以及OneNet云平台的协同工作实现了环境参数智能监控与自动响应功能。这不仅为现代农业自动化带来了便利条件也适用于智能家居领域的需求，并且随着技术和实践的发展可以进一步优化和完善此系统以应对更复杂的应用场景要求。
     
  • 土壤温湿度传感器使用手册
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    本手册详细介绍了土壤温湿度传感器的操作指南、安装步骤及维护方法，帮助用户准确监测和分析土壤环境数据。 使用USB转485协议转换器时需要注意以下几点：首先，该设备必须安装相应的驱动程序，在电脑端会被识别为一个“com口”。其次，每个设备的地址不能相同。关于485总线的要求，其最大长度可以达到2000米，但测点到总线的距离应小于1米（布线不规范会导致通讯不稳定）。此外，485总线的带载能力通常不超过30个点。
     
  • COMSOL模型分析：干湿循环对非饱和土特性的影响
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    本研究利用COMSOL多物理场仿真软件，深入探讨了干湿循环条件下非饱和土体的各项力学与水力特性的变化规律，为评估其长期稳定性提供了理论依据。 COMSOL模型：干湿循环对非饱和土性质的影响。该模型使用的是COMSOL 5.4版本。