近年来,由于传感器技术以及无线通讯技术的飞速发展与应用,农业信息化与自动化成为我国农业的重点发展方向。本文基于电容传感器与无线通讯技术设计开发了田间雾滴沉积量实时采集系统,对于雾滴沉积量实时采集系统工作原理进行了讨论和分析,开展了主要传感器的选型、系统节点设计和软件设计工作,实现了喷雾作业后雾滴沉积量数据的实时获取,研究了药液类型、浓度和喷头型号等因素对雾滴沉积量-电压值关系曲线的影响规律,为后续喷雾作业参数优化、作业效果的提升提供了帮助,为智能农业新型传感技术的发展提供参考。本文主要研究工作包括:(1)设计了基于电容传感器的雾滴沉积量采集系统整体方案,实现了田间喷雾雾滴沉积量的实时采集任务。雾滴沉积量信息采集系统主要包括信息采集节点以及信息汇聚节点。信息采集节点负责田间信息采集,汇聚节点负责接收数据并进行存储。数据采集节点包括温湿度信息采集、雾滴沉积量采集以及GPS信息采集,实现了对温湿度、沉积量以及位置信息数据的获取。汇聚节点包括存储模块、显示模块,实现对采集节点发送过来的数据进行解析存储。(2)完成系统主要传感器的选型和系统软件的开发。选择DS18B20温度传感器、DHT11湿度传感器、ATK-NEO-M8N的GPS模块和电容传感器作为主要信息采集传感器;选择STM32F407作为汇聚节点的核心数据处理芯片,实现了数据的接收、发送以及对各模块工作状态数据解析、报警。设计基于CC2530模块的信息采集节点,实现了数据的采集与发送。结合硬件的选型与软件的编写完成了雾滴沉积量采集系统的整体设计;完成雾滴沉积量节点任务和温湿度节点任务设计;完成GPS信息采集任务、数据存储任务和各模块工作异常警报任务设计。(3)开展了雾滴沉积量-电容传感器输出电压关系曲线的试验研究。采用不同喷头(ST110-01、ST110-015、ST110-02和ST110-03)、不同药剂(自来水溶液、水剂、悬浮液和乳油)和不同药液浓度(8g/L、6g/L、4g/L和2g/L)进行试验,并对试验数据进行回归分析,建立不同药剂、不同喷头对应的电容传感器的输出电压与雾滴沉积量的回归方程,试验结果表明药剂类型的变化对雾滴沉积量-电压值关系曲线影响显著,喷头型号影响不显著,并且不同喷头、不同药液对应的回归模型相关系数处于0.95左右,说明雾滴沉积量-电压值具有明显的线性关系,为后期的算法设计及系统应用提供基础。(4)开展雾滴沉积量采集系统硬件工作状况以及算法误差试验探究。试验证明本系统能够实现数据的实时采集功能,并能够获得比较稳定的信息数据。通过对称重法与雾滴沉积量检测系统所获取的数据进行单因素方差分析,可得,当水剂-草甘膦作为农药时,相对于沉重法测量结果的误差为8%左右;莠去津作为农药时,相对误差稍大,主要原因是沉积量检测算法(当溶剂难溶于水时,可近似选择自来水对应的沉积量检测算法)的误差与测量误差共同作用的结果,误差达到12%左右。最终分析结果表明雾滴沉积量检测算法的平均相对误差为10%左右,能够稳定、准确的反映田间喷雾质量情况,满足实际田间工作需求。