基于光譜學(xué)原理和ARM技術(shù)的溫室番茄長勢研究和儀器開發(fā).pdf

1、隨著現(xiàn)代高科技農(nóng)業(yè)的高速發(fā)展，設(shè)施農(nóng)業(yè)作為高科技農(nóng)業(yè)發(fā)展的一個重要領(lǐng)域，已經(jīng)越來越多的為人們所關(guān)注。設(shè)施農(nóng)業(yè)主要包括設(shè)施園藝和設(shè)施養(yǎng)殖兩大部分。在設(shè)施園藝中，蔬菜養(yǎng)殖是重中之重，關(guān)系到人們的日常生活，而番茄作為人們最常見的蔬菜之一，在日常生活中發(fā)揮著重要的作用。因此研究其生長長勢，利用光譜技術(shù)獲取其生物信息是是非常必要的。
　　 本課題是在中國農(nóng)業(yè)大學(xué)國家精細農(nóng)業(yè)實驗室進行的，在本課題之前，本實驗室已經(jīng)對溫室中黃瓜的長勢信息進行

2、了光譜分析，從而確定了溫室中作物的生長情況與其光譜之間的高相關(guān)性。本課題利用光譜分析技術(shù)，開發(fā)了一種用于預(yù)測溫室番茄葉片葉綠素含量的新型作物長勢儀。儀器選擇527nm和 762nm兩個波長作為特征波長。由一個“Y”型光纖，兩個硅光電池，一個信號處理單元，中心處理器及友好的人機交互界面組成。由番茄葉片反射回來的反射光經(jīng)過“Y”型光纖到達硅光電池的表面，硅光電池可以將此光信號轉(zhuǎn)換成電信號。然后經(jīng)過信號處理單元的放大濾波轉(zhuǎn)換成可以經(jīng)CPU處理

3、的電壓信號。根據(jù)測量得到的光譜反射率可以計算出番茄葉片的光譜系數(shù)，再根據(jù)光譜系數(shù)以預(yù)測溫室番茄葉片葉綠素含量。儀器選擇了基于ARM' Cortex-M3內(nèi)核的STM32F103RBT6作為儀器的主處理器來進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)處理、顯示以及存儲等，還設(shè)計了兩種數(shù)據(jù)存儲方式：U盤存儲和SD卡存儲。以及兩種與計算機通信的方式：USB通信和串口通信。本儀器在溫室試驗中取得了較好的結(jié)果，在番茄葉綠素含量檢測中，達到了0.94，證明本儀器具有良好的預(yù)