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基于熒光光譜的高等植物光合作用實(shí)時(shí)檢測(cè)技術(shù)研究

發(fā)布時(shí)間:2017-04-17 03:04

  本文關(guān)鍵詞:基于熒光光譜的高等植物光合作用實(shí)時(shí)檢測(cè)技術(shù)研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。


【摘要】:隨著我國(guó)綜合國(guó)力以及科學(xué)技術(shù)水平不斷提升,空間站建設(shè)的相關(guān)工作正在穩(wěn)步推進(jìn),未來(lái)空間站建設(shè)過(guò)程中,將逐步展開(kāi)各類科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究?jī)?nèi)容,這其中包括以高等植物為對(duì)象的空間生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)。近年來(lái)空間生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)J揭呀?jīng)從早期的樣品回收方式逐漸向在軌實(shí)驗(yàn)與檢測(cè)分析方式轉(zhuǎn)變,因此對(duì)空間實(shí)驗(yàn)過(guò)程的原位檢測(cè)技術(shù)的需求也越來(lái)越緊迫。本文首先介紹了熒光多光譜成像系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀,然后介紹了熒光和葉綠素?zé)晒猱a(chǎn)生的機(jī)理,葉綠素含量和熒光的相關(guān)性的理論基礎(chǔ),提出了一個(gè)適用于高等植物生長(zhǎng)過(guò)程葉綠素含量檢測(cè)的雙通道熒光光譜成像檢測(cè)系統(tǒng)技術(shù)方案詳細(xì)介紹了光源的選擇、濾光片轉(zhuǎn)輪機(jī)構(gòu)以及電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。電路系統(tǒng)部分對(duì)探測(cè)器寄存器配置、快門(mén)方式、圖像數(shù)據(jù)讀取、數(shù)據(jù)發(fā)送、電機(jī)驅(qū)動(dòng)等模塊展開(kāi)了詳細(xì)論述。軟件設(shè)計(jì)方面主要介紹了VHDL程序設(shè)計(jì)以及上位機(jī)軟件。同時(shí)還用光纖光譜儀測(cè)量不同生長(zhǎng)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(duì)葉片進(jìn)行熒光成像實(shí)驗(yàn),再使用上述建立的擬合關(guān)系式反演出整個(gè)葉片葉綠素濃度分布圖。
【關(guān)鍵詞】:葉綠素?zé)晒?/strong> 熒光光譜 IBIS5-A-1300 葉綠素濃度標(biāo)定
【學(xué)位授予單位】:中國(guó)科學(xué)院研究生院(上海技術(shù)物理研究所)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】: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(shí)驗(yàn)裝置的發(fā)展現(xiàn)狀11-13
  • 1.2.1 國(guó)外空間植物培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)裝置現(xiàn)狀12
  • 1.2.2 我國(guó)空間植物培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)裝置的發(fā)展現(xiàn)狀12-13
  • 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-17
  • 1.3.1 光譜分析技術(shù)在植物學(xué)研究中的應(yīng)用14-15
  • 1.3.2 葉綠素?zé)晒庠谥参飳W(xué)研究中的應(yīng)用15-17
  • 1.4 課題研究?jī)?nèi)容17-18
  • 2 系統(tǒng)原理與技術(shù)方案18-37
  • 2.1 理論依據(jù)18-20
  • 2.1.1 植物葉片熒光動(dòng)力學(xué)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(cè)技術(shù)分析29-34
  • 2.5.1 CMOS結(jié)構(gòu)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(cè)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(píng)價(jià)指標(biāo)36-37
  • 3 葉綠素濃度標(biāo)定37-40
  • 3.1 獲取葉片熒光光譜37-38
  • 3.2 測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)葉綠素濃度38-39
  • 3.3 建立模型39-40
  • 4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)40-63
  • 4.1 光源的實(shí)現(xiàn)40-41
  • 4.2 濾光片轉(zhuǎn)輪的實(shí)現(xiàn)41-42
  • 4.3 電路系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)42-49
  • 4.3.1 供電、時(shí)鐘及復(fù)位電路43-45
  • 4.3.2 IBIS5-A-1300接口電路45-46
  • 4.3.3 圖像存儲(chǔ)電路46-47
  • 4.3.4 數(shù)據(jù)傳輸電路47-48
  • 4.3.5 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路48-49
  • 4.4 系統(tǒng)硬件程序?qū)崿F(xiàn)49-61
  • 4.4.1 探測(cè)器配置模塊51-54
  • 4.4.2 探測(cè)器時(shí)序控制模塊54-56
  • 4.4.3 SRAM讀寫(xiě)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(jī)驅(qū)動(dòng)模塊60-61
  • 4.5 上位機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)61-63
  • 5 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)及分析63-67
  • 5.1 植物熒光成像實(shí)驗(yàn)63-64
  • 5.2 反演葉綠素濃度分布圖像64-66
  • 5.3 試驗(yàn)驗(yàn)證66-67
  • 6 總結(jié)與展望67-68
  • 參考文獻(xiàn)68-71
  • 作者簡(jiǎn)介及在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果71

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前9條

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3 索義芳;高飛;孫磊;;基于FPGA的差分RS422串行收發(fā)模塊的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)[J];微計(jì)算機(jī)信息;2010年35期

4 張曄;邵濤;嚴(yán)萌;;基于DSP和FPGA的高光譜圖像處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];光電技術(shù)應(yīng)用;2010年01期

5 鄭偉波;張濤;盧晉人;劉學(xué)明;程爾同;肖迎春;;空間高等植物培養(yǎng)觀察裝置及其空間飛行實(shí)驗(yàn)[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2007年17期

6 王慶東;劉杰輝;陳亦仁;馬強(qiáng);張令;;單片機(jī)在步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制中的應(yīng)用[J];煤礦機(jī)械;2006年06期

7 黃士科;張?zhí)煨?李麗娟;陳寶國(guó);;空空導(dǎo)彈多光譜紅外成像制導(dǎo)技術(shù)研究[J];紅外與激光工程;2006年01期

8 范世福,肖松山,趙友全,李昀,趙玉春;顯微熒光光譜成像儀的研究與設(shè)計(jì)[J];儀器儀表學(xué)報(bào);2005年10期

9 王斌永,舒嶸,賈建軍,方抗美,戴方興;無(wú)人機(jī)載小型多光譜成像儀的設(shè)計(jì)[J];光學(xué)與光電技術(shù);2004年02期


  本文關(guān)鍵詞:基于熒光光譜的高等植物光合作用實(shí)時(shí)檢測(cè)技術(shù)研究,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。



本文編號(hào):312252


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