作物生長需水信息采集系統的設計與研究.pdf

1、農業(yè)水資源利用效率低，短缺與浪費現象并存，是當前中國灌溉農業(yè)發(fā)展面臨的主要問題，因此發(fā)展高效節(jié)水灌溉農業(yè)是我國農業(yè)持續(xù)發(fā)展的首要條件。基于作物生長的需水信息來指導灌溉受到越來越多的重視，因為作物本身是是否需要灌溉的最佳指標。實時、準確的監(jiān)測作物生長的水分狀況是以作物本身為指標的灌溉系統的基礎，所以對作物生長需水信息采集系統的研究具有重要意義。
　　 本文在充分調研了國內外作物生長需水信息采集系統的基礎上，提出了基于作物葉面面積和

2、作物生長水分狀況無損檢測的作物需水信息采集系統的原理，并重點論述了電容式作物生長水分測量傳感器的設計和作物生長需水信息采集系統的硬件設計和軟件設計。
　　 在硬件設計方面，本文根據系統的精度、實時性和成本要求，選擇了合適的主控芯片SPCE061A單片機，并以模塊化的設計思路將系統硬件分成幾個模塊進行分別的設計，各個模塊調試成功后再合成一個完整的系統；從而保證了硬件的質量和便于維修調試。在軟件設計方面，按照系統預定完成的功能，根據

3、硬件電路的設計，以模塊化的設計方法完成單片機的初始化，模擬信號采樣，信號處理，實時顯示驅動、無線發(fā)射接收，以及PC機端的界面設計，串口通信設計等。
　　 作物生長需水信息采集系統分為作物生長水分狀況的采集和作物葉面面積的圖像采集兩大部分。作物生長水分狀況采集采用自行研制的作物莖桿電容式水分測量傳感器，采集端將水分傳感器采集的水分數值經調理電路送到子站單片機，子站單片機對采集過來的信號經A/D轉換，由子站單片機配置PTR8000將

4、數據發(fā)送到主站，主站單片機將其接收、解碼后送入PC機，存入數據庫。圖像采集部分利用CCD圖像傳感器和圖像采集卡采集作物葉面圖像。對所拍的圖像進行處理，計算出葉面所占的像素值，像素值即反映了葉面積變化情況，根據作物生長的水分狀況和葉面面積兩個指標綜合診斷作物需水情況。
　　 作物生長需水信息采集系統的PC終端利用工業(yè)標準圖形化編程工具LabVIEW來實現，完成采集終端的軟件編程。以SPCE061A單片機進行前端數據采集，利用Lab