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自适应叶子动态生长的柔性可延展叶面微传感器

批准号61604108 学科分类薄膜电子器件与集成 ( F040406 )
项目负责人黄显 负责人职称教授 依托单位天津大学
资助金额24.00
万元
项目类别青年科学基金项目 研究期限2017 年 01 月 01 日 至
2019 年 12 月 31 日
中文主题词柔性电子器件;可延展传感器;自适应;精准农业;动态测量
英文主题词Flexible Electronics;Stretchable Sensor;Self-adaptability;Precision Agriculture;Continuous measurement

摘要

中文摘要 针对精准农业中缺乏对农作物生长状况和微观环境缺乏动态测量传感器的不足,本项目提出研究一种微型柔性可延展叶面传感器。传感器可以柔顺地吸附于叶子表面,而不依赖于任何外部的机械夹具。传感器能够动态适应叶子的面积变化,使用了自相似的蛇形结构和岛桥设计,可承受大于自身面积300%的形变。传感器中具有可以动态测量叶子水分、温度、光照强度和叶面应变的传感单元,为预测农作物的长势和健康程度提供科学依据。根据传感器在田间工作的特点,研发远距离无线传输和太阳能供电的微型测量电路,保证传感器和测量电路能够在整个测量周期内稳定工作。通过实验室测试和温室测试,本研究将会对传感器的最大形变、长期稳定性、测量准确性、生物兼容和测量结果与农作物生长参数的相关性等特性做出全面的评估。
英文摘要 Approaches that can continuously monitor the micro environments and crop physiology over the entire crop life cycles are largely unexplored in precision agriculture. In this research, we propose a flexible and stretchable sensor that can be conformably attached to leaf surface and self-adaptable to the growth of the leaf through sensor deformation (up to 300% stretching). The sensor applies miniaturized pressure to the leaf, and thus will not interfere regular crop physiology. The comprehensive information from the sensor including leaf water content, leaf temperature, light intensity, and leaf strain (growth rate) enables precision agriculture and better understanding of photosynthesis, plant nutrition, environmental stress, and transpiration within crops. A new type of miniaturized measurement circuit with capability of long-range wireless communication and solar energy supply will also be developed. Experiments of the sensor in lab and green house environments will be conducted to evaluate the maximum deformation, long-term stability, measurement accuracy, compatibility, and correlation between the sensor output and the parameters that determine crop growth.
结题摘要

成果

序号 标题 类型 作者

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