一种土壤排放气体采集系统设计

党学立，王 雯

(榆林学院 能源工程学院，陕西 榆林 719000)

0 引言

全球气候变化是当今国际社会普遍关注的热点环境问题，尤其是当代。由于人类各种活动的影响，温室气体二氧化碳、甲烷和氧化亚氮排放急剧增加，其产生的后果相当严重，使得海平面上升，全球气温升高，对自然环境造成相当大的毁坏[1]。文献[2]通过研究稻田土壤中经3年陈化后的生物炭(B3)和新施入生物炭(B0)对稻麦轮作系统CH4和N2O综合温室效应和温室气体强度的影响，明确了生物炭对土壤温室气体排放的长期效应。本文研究了一种农田、草地、森林土壤排放气体采集系统，它可以实时、有效地采集土壤排放的一氧化氮、二氧化碳和氧化亚氮数据，并将采样的气体数据以近距离无线传输的形式发送出去。该采集系统的设计可作为一种检测一氧化氮、二氧化碳、氧化亚氮气体的手段，为农业生产的科学研究、减少温室气体和空气污染提供理论基础。

1 土壤排放气体采集系统结构

土壤排放气体采集系统由单片机STC89C55[3]、时钟及复位电路、传感器电路、模数转换电路、无线传输模块电路构成，其组成框图如图1所示。传感器电路采集土壤排放的一氧化氮、二氧化碳、氧化亚氮数据，其中，一氧化氮、二氧化碳、氧化亚氮数据以模拟电压的形式输出。模数转换电路将模拟的电压转变成数字电平，方便单片机处理。时钟及复位电路为单片机提供时钟节拍及上电复位工作。无线传输模块电路将采集到的土壤排放的一氧化氮、二氧化碳、氧化亚氮数据以近距离无线传输的形式发送出去，由上位机无线接收设备接收数据，并进一步处理。……