本文關鍵詞：基于熒光光譜的高等植物光合作用實時檢測技術研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著我國綜合國力以及科學技術水平不斷提升,空間站建設的相關工作正在穩(wěn)步推進,未來空間站建設過程中,將逐步展開各類科學實驗研究內容,這其中包括以高等植物為對象的空間生命科學實驗。近年來空間生命科學實驗模式已經(jīng)從早期的樣品回收方式逐漸向在軌實驗與檢測分析方式轉變,因此對空間實驗過程的原位檢測技術的需求也越來越緊迫。本文首先介紹了熒光多光譜成像系統(tǒng)的國內外發(fā)展現(xiàn)狀,然后介紹了熒光和葉綠素熒光產(chǎn)生的機理,葉綠素含量和熒光的相關性的理論基礎,提出了一個適用于高等植物生長過程葉綠素含量檢測的雙通道熒光光譜成像檢測系統(tǒng)技術方案詳細介紹了光源的選擇、濾光片轉輪機構以及電路系統(tǒng)的設計。電路系統(tǒng)部分對探測器寄存器配置、快門方式、圖像數(shù)據(jù)讀取、數(shù)據(jù)發(fā)送、電機驅動等模塊展開了詳細論述。軟件設計方面主要介紹了VHDL程序設計以及上位機軟件。同時還用光纖光譜儀測量不同生長階段的葉片熒光光譜,再使用MATLAB提取光譜特征參數(shù)然后建立回歸模型。最后用搭建的系統(tǒng)對葉片進行熒光成像實驗,再使用上述建立的擬合關系式反演出整個葉片葉綠素濃度分布圖。
【關鍵詞】：葉綠素熒光 熒光光譜 IBIS5-A-1300 葉綠素濃度標定
【學位授予單位】：中國科學院研究生院(上海技術物理研究所)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP391.41
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 1 引言10-18
• 1.1 課題的背景和意義10-11
• 1.2 空間植物培養(yǎng)實驗裝置的發(fā)展現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 國外空間植物培養(yǎng)實驗裝置現(xiàn)狀12
• 1.2.2 我國空間植物培養(yǎng)實驗裝置的發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.3 國內外研究現(xiàn)狀13-17
• 1.3.1 光譜分析技術在植物學研究中的應用14-15
• 1.3.2 葉綠素熒光在植物學研究中的應用15-17
• 1.4 課題研究內容17-18
• 2 系統(tǒng)原理與技術方案18-37
• 2.1 理論依據(jù)18-20
• 2.1.1 植物葉片熒光動力學曲線18-19
• 2.1.2 植物葉片熒光光譜19-20
• 2.2 系統(tǒng)方案20-22
• 2.3 激發(fā)光源22-24
• 2.3.1 常用激發(fā)光源22-23
• 2.3.2 光源比較23-24
• 2.4 分光方式24-29
• 2.4.1 棱鏡色散分光25
• 2.4.2 光柵衍射分光25-26
• 2.4.3 干涉分光26-27
• 2.4.4 濾光片分光27-28
• 2.4.5 系統(tǒng)的分光方式及光譜通道的選擇28-29
• 2.5 熒光成像探測技術分析29-34
• 2.5.1 CMOS結構和工作原理30-31
• 2.5.2 CMOS傳感器與CCD比較31-32
• 2.5.3 系統(tǒng)探測器的選擇32-34
• 2.6 光譜定量分析34-37
• 2.6.1 定量分析流程34
• 2.6.2 建模方法34-36
• 2.6.3 模型的評價指標36-37
• 3 葉綠素濃度標定37-40
• 3.1 獲取葉片熒光光譜37-38
• 3.2 測量標準葉綠素濃度38-39
• 3.3 建立模型39-40
• 4 系統(tǒng)實現(xiàn)40-63
• 4.1 光源的實現(xiàn)40-41
• 4.2 濾光片轉輪的實現(xiàn)41-42
• 4.3 電路系統(tǒng)實現(xiàn)42-49
• 4.3.1 供電、時鐘及復位電路43-45
• 4.3.2 IBIS5-A-1300接口電路45-46
• 4.3.3 圖像存儲電路46-47
• 4.3.4 數(shù)據(jù)傳輸電路47-48
• 4.3.5 步進電機驅動電路48-49
• 4.4 系統(tǒng)硬件程序實現(xiàn)49-61
• 4.4.1 探測器配置模塊51-54
• 4.4.2 探測器時序控制模塊54-56
• 4.4.3 SRAM讀寫模塊56-57
• 4.4.4 圖像數(shù)據(jù)發(fā)送模塊57-60
• 4.4.5 電機驅動模塊60-61
• 4.5 上位機軟件實現(xiàn)61-63
• 5 系統(tǒng)實驗及分析63-67
• 5.1 植物熒光成像實驗63-64
• 5.2 反演葉綠素濃度分布圖像64-66
• 5.3 試驗驗證66-67
• 6 總結與展望67-68
• 參考文獻68-71
• 作者簡介及在學期間發(fā)表的學術論文與研究成果71

【參考文獻】

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  本文關鍵詞：基于熒光光譜的高等植物光合作用實時檢測技術研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：312252