【摘要】：便攜式光譜儀可對農(nóng)作物的光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時的在線測量和預(yù)處理,不受室內(nèi)外條件的限制,進(jìn)而分析農(nóng)作物的品質(zhì)參數(shù)。光譜分析研究主要集中在確定作物農(nóng)學(xué)參數(shù)與光譜反射數(shù)據(jù)之間的定性及定量關(guān)系,從而建立作物農(nóng)學(xué)參數(shù)的光譜診斷和預(yù)測模型。 本論文在分析國內(nèi)外便攜式光譜儀發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢的基礎(chǔ)上,根據(jù)作物農(nóng)學(xué)參數(shù)測量對微型光譜儀智能化的需要,應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)技術(shù)和光譜分析技術(shù),設(shè)計(jì)了便攜式光譜儀的測量操作軟件系統(tǒng),以滿足光譜儀操作和維護(hù)簡單的使用要求,論文完成的主要工作包括: (1)論文論述了微型光譜儀軟件測量系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢,結(jié)合光譜分析技術(shù)在農(nóng)作物參數(shù)測量中的應(yīng)用,論證了嵌入式光譜儀實(shí)現(xiàn)軟件系統(tǒng)智能化的必要性。在現(xiàn)有光譜儀嵌入式系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,選用QT/Embedded進(jìn)行應(yīng)用軟件開發(fā),實(shí)現(xiàn)了觸摸屏對該應(yīng)用程序的支持,并對文件系統(tǒng)作出相應(yīng)修改。 (2)針對光譜儀的應(yīng)用需求,進(jìn)行了軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)、人機(jī)交互界面設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了光譜數(shù)據(jù)采集、譜圖實(shí)時顯示和多種數(shù)據(jù)處理的功能,滿足了便攜式光譜儀對于光譜數(shù)據(jù)分析的基本需求,實(shí)現(xiàn)了光譜采集的智能化。 (3)基于PC機(jī)構(gòu)建了光譜儀數(shù)據(jù)分析系統(tǒng),主要包括白板校正、基線校正、光譜數(shù)據(jù)去噪。同時,完成不同光譜去噪的算法比較。并將田間試驗(yàn)獲取的數(shù)據(jù)在該系統(tǒng)中進(jìn)行處理。在算法研究中,針對便攜式光譜儀的信號特點(diǎn),使用小波降噪算法、小波包降噪算法和不同的閾值化方法分別對含有噪聲的光譜信號進(jìn)行預(yù)處理,仿真結(jié)果表明:新閾值的小波包降噪算法信噪比提高到37.5986,均方根誤差降低為2.6104。 (4)本文論述了光譜分析技術(shù)在農(nóng)作物參數(shù)測量中的應(yīng)用,主要包括該技術(shù)反映的農(nóng)學(xué)參數(shù),理論基礎(chǔ),同時綜述了利用光譜數(shù)據(jù)反演農(nóng)學(xué)參數(shù)方法的研究進(jìn)展,并采用經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ头ㄖ凶钚《朔ㄟM(jìn)行農(nóng)學(xué)模型的初建。
【圖文】：

圖 1-2 微型光譜儀分析系統(tǒng)Fig.1-2 Micro-spectrometer analysis system美國一家名為 Varitronics Systems 的公司，推出一臺帶有光譜分析儀器的UMPC（Ultra-mobile Personal Computer），命名為“大黃蜂”，如圖 1-3。它頂部天線似的的設(shè)備就是光譜分析儀，它能夠準(zhǔn)確的測量并分析 902-928MHz、2.4-2.5GHz 和 5.15-5.9GHz 這三個波段，并且可以以光譜圖、柱狀圖和波形圖三種方式顯示。去掉光譜分析儀之后，“大黃蜂”是一臺標(biāo)準(zhǔn)的 UMPC，它配置了主頻 1GHz 的奔騰 M 處理器，7 英寸 WVGA 觸摸屏，1G 內(nèi)存，40G 硬盤，采用Windows XP Tablet PC Edition 操作系統(tǒng)。能通過無線和藍(lán)牙傳輸數(shù)據(jù)，同時支持VoIP 網(wǎng)絡(luò)電話功能。

圖 1-2 微型光譜儀分析系統(tǒng)Fig.1-2 Micro-spectrometer analysis system美國一家名為 Varitronics Systems 的公司，推出一臺帶有光譜分析儀器的UMPC（Ultra-mobile Personal Computer），命名為“大黃蜂”，如圖 1-3。它頂部天線似的的設(shè)備就是光譜分析儀，，它能夠準(zhǔn)確的測量并分析 902-928MHz、2.4-2.5GHz 和 5.15-5.9GHz 這三個波段，并且可以以光譜圖、柱狀圖和波形圖三種方式顯示。去掉光譜分析儀之后，“大黃蜂”是一臺標(biāo)準(zhǔn)的 UMPC，它配置了主頻 1GHz 的奔騰 M 處理器，7 英寸 WVGA 觸摸屏，1G 內(nèi)存，40G 硬盤，采用Windows XP Tablet PC Edition 操作系統(tǒng)。能通過無線和藍(lán)牙傳輸數(shù)據(jù)，同時支持VoIP 網(wǎng)絡(luò)電話功能。
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TH744.1;TP368.1;O433.4

【參考文獻(xiàn)】

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1 趙良斌;曹衛(wèi)彬;;地物光譜儀在野外光譜測量中的使用[J];現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技;2008年08期

2 田巖濤,常丹華,張彥;線陣CCD信號的小波去噪方法研究[J];傳感技術(shù)學(xué)報;2005年02期

3 譚昌偉,王紀(jì)華,黃文江,劉良云,黃義德,趙春江;夏玉米葉片全氮、葉綠素及葉面積指數(shù)的光譜響應(yīng)研究[J];西北植物學(xué)報;2004年06期

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5 白玉霞,劉旭輝,孫肖子;基于Qt/Embedded的GUI移植及應(yīng)用程序開發(fā)[J];電子產(chǎn)品世界;2005年13期

6 唐怡;黃文江;劉良云;王紀(jì)華;;株型對冬小麥冠層葉面積指數(shù)與植被指數(shù)關(guān)系的影響研究[J];干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究;2006年05期

7 李小文,A.Strahler,朱啟疆,劉毅,劉廣成,張仁華,虞獻(xiàn)平,李繼泉;地物二向性反射幾何光學(xué)模型和觀測的進(jìn)展[J];國土資源遙感;1991年01期

8 方秀琴,張萬昌;葉面積指數(shù)(LAI)的遙感定量方法綜述[J];國土資源遙感;2003年03期

9 齊小明,張錄達(dá),杜曉林,宋昭娟,張一,徐淑燕;PLS-BP法近紅外光譜定量分析研究[J];光譜學(xué)與光譜分析;2003年05期

10 方慧;宋海燕;曹芳;何勇;裘正軍;;油菜葉片的光譜特征與葉綠素含量之間的關(guān)系研究[J];光譜學(xué)與光譜分析;2007年09期

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1 顏春燕;遙感提取植被生化組分信息方法與模型研究[D];中國科學(xué)院研究生院（遙感應(yīng)用研究所）;2003年

2 王軍邦;中國陸地凈生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力遙感模型研究[D];浙江大學(xué);2004年

3 李映雪;基于冠層反射光譜的小麥氮素營養(yǎng)與籽粒品質(zhì)監(jiān)測[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2005年

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1 向賢毅;微型近紅外光譜儀系統(tǒng)的研究[D];重慶大學(xué);2008年

2 朱艷儂;基于Linux和QT的LED可變情報板應(yīng)用軟件開發(fā)[D];西安電子科技大學(xué);2009年

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4 李偉;基于ARM9的嵌入式Linux手持平臺設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];武漢理工大學(xué);2009年

5 曹文嬌;基于虛擬儀器的可見光譜數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)[D];中南大學(xué);2009年

本文編號：2621160