基于LVDS传输线延时检测技术的土壤含水率传感器

为实现土壤含水率的快速准确监测，设计了一种基于LVDS差分传输线延时检测技术的土壤含水率传感器。该传感器将高频振荡信号分路为两通道LVDS差分信号，一个通道用于测试土壤含水率，另一个通道用于提供参考信号。由于土壤中水分的变化改变土壤介电常数，从而导致测试通道LVDS差分总线上信号传输延时的变化，则传感器检测该通道信号的传输延时就可以确定土壤含水率。为了获得LVDS总线设计线宽和线间距的最优值，以LVDS总线阻抗值均方误差最小化为目标，构建了线宽和线间距的最优化计算模型，并通过遗传算法求解出了最优线宽为0.1789mm和最优线间距为0.2238mm。试验表明，根据该参数设计的传感器在50MHz频率时，对体积含水率8.31%以上的砖红壤土和黄壤土的预测模型为线性模型，决定系数R2为0.9642，绝对预测误差在2.45%以内