便携式植物叶片含水率检测仪的设计
发布时间：2021-07-08 03:25
对植物进行含水量的非破坏性快速测量，有利于及时了解植物的生理信息，指导植物的精准灌溉，提高灌溉用水的利用率。叶片是植物进行光合作用、呼吸作用以及蒸腾作用等生理过程的重要器官，对于保证植物水分代谢平衡起着重要作用。叶片含水量可以反映植物的生理信息和水分状况。现阶段测定植物叶片含水量的仪器结构复杂，且价格昂贵；而用烘干法测量的结果虽然精度高，但周期较长，不能实现叶片水分含水率的快速无损测量。因此，开发一种价格低廉、能够实现无损、快速，且能准确测量植物叶片含水率的便携式设备尤为重要。本文对现阶段各种叶片水分检测方法进行了分析和比较，进而基于电容检测法，设计了以16位单片机MSP430f149为核心的便携式植物叶片含水率检测仪。本文主要研究内容和取得的成果如下：（1）分别以玉米叶片和大豆叶片为试验对象，研究了叶片含水率及极板对叶片的压力对电容的影响规律，分别选取了极板对叶片的最佳压力，建立了最佳压力下叶片电容与含水率之间的关系模型，并通过实验验证了模型的合理性，结果表明：对于玉米叶片，当极板对叶片的压力为4N时检测效果最佳，所建立电容与玉米叶片湿基含水率的关系模型的绝对系数为R2=0.9359...
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
一l硬件系统框图
图 3-3 FSR402 压力传感器Fig. 3-3 FSR402 pressure sensor计动模块主要包括螺母和螺杆，传动形式为规格为 M4×0.5，螺杆的有效行程为 6mm，感器的上极板经垫片与螺杆连接在一起，定于支撑架上；支撑架内部安装有方形滑旋转螺母可实现螺杆的轴向运动，螺杆带感器两极板间距的调节。叶片放入电容传感器上、下极板间，通过旋极板对植物叶片压力。由压力传感器感知片的电容值，由微处理器获取检测信号并进适当控制螺母的旋转幅度，避免极板对叶片计
3.5.3 单片机 I/O 端口分配CD1L8246低 频晶振外部脉冲7IXN8OXTU9eVREF+01RVEF-/eVREF-132P3.3/UCLK031P3.2/SOMI030P3.1/SIMO029P3.0/STE028P2.7/TA027P2.6/ADC12CLK26P2.5/Rosc25P2.4/CA1/TA224P2.3/CA0/TA123P2.2/CAOUT/TA022P2.1/TAINCLK21P2.0/ACLK20P1.7/TA219P1.6/TA118P1.5/TA0171P.4/SMCLK611P.2/TA1411P.3/TA2511P.1/TA0311P.0/TACLK21U1430单DB0DB1DB2DB3DB4DB5DB6DB7图 3-13 USB-JTAG 仿真器Fig.3-13 simulator of USB-JTAG
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国农业用水与粮食安全[J]. 胡劲红,何迅,谢军,戴志刚,谢永峰. 湖北农业科学. 2013(21)
[2]区域灌溉水利用率影响主因分析[J]. 刘春成,朱伟,庞颖,李香萍,高峰,冯保清. 灌溉排水学报. 2013(04)
[3]土壤温度和容重对频率反射土壤水分传感器测量精度的影响[J]. 郭文川,宋克鑫,张鹏,韩文霆. 农业工程学报. 2013(10)
[4]基于FSR的可穿戴式足底压力检测系统[J]. 邓翔,佃松宜,翁桃. 传感器与微系统. 2013(02)
[5]电容式粮食含水率测量仪的设计[J]. 付鹤翔,张利凤,郭文川. 农机化研究. 2011(11)
[6]水分检测中自平衡电桥的研究[J]. 张丽梅,赵晓东,宋文爱,杨录. 电子测试. 2011(07)
[7]振荡式微小电容测量电路[J]. 邵学涛,李新娥. 电子测试. 2011(01)
[8]土壤容重变化与土壤水分状况和土壤水分检测的关系研究[J]. 陈祯. 节水灌溉. 2010(12)
[9]毛白杨叶片含水量无损检测系统的研究[J]. 冯晓旺,宣奇丹,张文杰. 安徽农业科学. 2010(15)
[10]基于作物茎杆生理电容式水分传感器的研究[J]. 缪鹏程,曹成茂,业红玲,刘辉,洪翎. 电子技术. 2010(04)
硕士论文
[1]基于交流阻抗法的麦秸秆含水率检测仪的设计[D]. 杨军.西北农林科技大学 2013
[2]基于介电特性的小杂粮含水率检测仪设计[D]. 赵志翔.西北农林科技大学 2012
[3]植物叶片含水量检测系统的设计[D]. 冯睿.东北林业大学 2010
[4]植物水分无损监测电容式传感器及其系统研究[D]. 张慧萍.山东农业大学 2008
[5]信息融合技术在嵌入式粮食水分测定仪中的应用研究[D]. 辛艳.沈阳工业大学 2006
[6]电容式粮食水分仪的研究[D]. 杨荣辉.沈阳工业大学 2003
本文编号：3270756
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
一l硬件系统框图
图 3-3 FSR402 压力传感器Fig. 3-3 FSR402 pressure sensor计动模块主要包括螺母和螺杆，传动形式为规格为 M4×0.5，螺杆的有效行程为 6mm，感器的上极板经垫片与螺杆连接在一起，定于支撑架上；支撑架内部安装有方形滑旋转螺母可实现螺杆的轴向运动，螺杆带感器两极板间距的调节。叶片放入电容传感器上、下极板间，通过旋极板对植物叶片压力。由压力传感器感知片的电容值，由微处理器获取检测信号并进适当控制螺母的旋转幅度，避免极板对叶片计
3.5.3 单片机 I/O 端口分配CD1L8246低 频晶振外部脉冲7IXN8OXTU9eVREF+01RVEF-/eVREF-132P3.3/UCLK031P3.2/SOMI030P3.1/SIMO029P3.0/STE028P2.7/TA027P2.6/ADC12CLK26P2.5/Rosc25P2.4/CA1/TA224P2.3/CA0/TA123P2.2/CAOUT/TA022P2.1/TAINCLK21P2.0/ACLK20P1.7/TA219P1.6/TA118P1.5/TA0171P.4/SMCLK611P.2/TA1411P.3/TA2511P.1/TA0311P.0/TACLK21U1430单DB0DB1DB2DB3DB4DB5DB6DB7图 3-13 USB-JTAG 仿真器Fig.3-13 simulator of USB-JTAG
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国农业用水与粮食安全[J]. 胡劲红,何迅,谢军,戴志刚,谢永峰. 湖北农业科学. 2013(21)
[2]区域灌溉水利用率影响主因分析[J]. 刘春成,朱伟,庞颖,李香萍,高峰,冯保清. 灌溉排水学报. 2013(04)
[3]土壤温度和容重对频率反射土壤水分传感器测量精度的影响[J]. 郭文川,宋克鑫,张鹏,韩文霆. 农业工程学报. 2013(10)
[4]基于FSR的可穿戴式足底压力检测系统[J]. 邓翔,佃松宜,翁桃. 传感器与微系统. 2013(02)
[5]电容式粮食含水率测量仪的设计[J]. 付鹤翔,张利凤,郭文川. 农机化研究. 2011(11)
[6]水分检测中自平衡电桥的研究[J]. 张丽梅,赵晓东,宋文爱,杨录. 电子测试. 2011(07)
[7]振荡式微小电容测量电路[J]. 邵学涛,李新娥. 电子测试. 2011(01)
[8]土壤容重变化与土壤水分状况和土壤水分检测的关系研究[J]. 陈祯. 节水灌溉. 2010(12)
[9]毛白杨叶片含水量无损检测系统的研究[J]. 冯晓旺,宣奇丹,张文杰. 安徽农业科学. 2010(15)
[10]基于作物茎杆生理电容式水分传感器的研究[J]. 缪鹏程,曹成茂,业红玲,刘辉,洪翎. 电子技术. 2010(04)
硕士论文
[1]基于交流阻抗法的麦秸秆含水率检测仪的设计[D]. 杨军.西北农林科技大学 2013
[2]基于介电特性的小杂粮含水率检测仪设计[D]. 赵志翔.西北农林科技大学 2012
[3]植物叶片含水量检测系统的设计[D]. 冯睿.东北林业大学 2010
[4]植物水分无损监测电容式传感器及其系统研究[D]. 张慧萍.山东农业大学 2008
[5]信息融合技术在嵌入式粮食水分测定仪中的应用研究[D]. 辛艳.沈阳工业大学 2006
[6]电容式粮食水分仪的研究[D]. 杨荣辉.沈阳工业大学 2003
本文编号：3270756
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