基于STM32F4的高山亚高山生态参数自动测量系统设计

[目的]受制于监测成本和技术要求，高山亚高山大尺度流域广泛布设生态系统监测网难度较大。为解决以上难题，本研究开发了一种低成本、高精度的生态参数自动测量系统，为提高地形复杂山区生态数据监测效率、促进生态保护和相关科学研究提供有效工具。[方法]本系统基于STM32F407微处理器设计，集成了大气温湿度、土壤温湿度、大气压力、风向测量和雨量测量5个环境参数测量模块，并采用 4G模块实现数据远程传输。研究通过在电子科技大学校内部署样地进行系统测试和验证，以评估其测量性能。[结果]1)样地实测数据与TDR-300 土壤水分计测量结果对比表明，该系统在林分低郁闭度条件下的精度为±3%，在中郁闭度和高郁闭度条件下的精度为±2%;2)该系统可以将环境温湿度、气压、降水、风向、土壤温湿度等生态参数显示在OLED显示屏并发送到云端服务器。用户通过智能手机安装服务器应用程序或登录云端服务器，可实时查看测量环境的具体信息，从而实现了数据的即时获取和远程监控功能;3)该系统的实际造价成本显著低于市面其他类型产品。[结论]本研究成功开发了一种低成本、高精度的生态参数自动测量系统，为大尺度高山亚高山区域生态环境监测提供了一个可行且经济的技术方案。该系统通过提供实时、高精度的数据传输，为生态研究和长期环境监测提供了强有力的技术支持，对环境科学和生态保护研究具有重要意义。