本文關(guān)鍵詞：主動(dòng)光源式反射光譜測(cè)量?jī)x檢控電路的設(shè)計(jì)與性能測(cè)試　出處：《南京農(nóng)業(yè)大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：變量施肥的實(shí)施首先需要準(zhǔn)確獲取作物的營(yíng)養(yǎng)狀況信息,傳統(tǒng)的基于實(shí)驗(yàn)室的檢測(cè)方法因成本高、效率低、時(shí)效性差等原因,無(wú)法滿足大田變量施肥作業(yè)的需求。反射光譜檢測(cè)技術(shù)作為一種新型的快速、無(wú)損、便捷的分析技術(shù),在作物無(wú)損檢測(cè)方面得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用,利用作物冠層的反射光譜指數(shù)來(lái)檢測(cè)作物的營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng)狀況是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外信息農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),結(jié)合作物營(yíng)養(yǎng)診斷模型,可實(shí)現(xiàn)作物營(yíng)養(yǎng)狀況信息快速、實(shí)時(shí)的獲取,為田間按需施肥提供參考依據(jù),冠層反射光譜技術(shù)的應(yīng)用對(duì)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)的推廣具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文針對(duì)課題組確定的主動(dòng)光源式反射光譜測(cè)量原理與測(cè)量方法,對(duì)反射光譜測(cè)量?jī)x的主動(dòng)光源控制電路、反射光譜測(cè)量電路和軟件系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)后的反射光譜測(cè)量?jī)x能夠進(jìn)行兩個(gè)波段的反射光譜測(cè)量,能夠提供光譜反射率和兩波段組合光譜指數(shù)測(cè)量值,測(cè)量值可供光譜營(yíng)養(yǎng)診斷模型使用。應(yīng)用所設(shè)計(jì)的反射光譜測(cè)量?jī)x在田間開(kāi)展了靜態(tài)及動(dòng)態(tài)性能測(cè)試。本文的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:(1)分析了光譜儀在作物營(yíng)養(yǎng)信息無(wú)損檢測(cè)方面的需求,介紹了國(guó)內(nèi)外對(duì)于作物冠層反射光譜儀的研究現(xiàn)狀,列舉并分析了國(guó)內(nèi)外所研制的光譜儀的優(yōu)勢(shì)和不足之處,最終確定了本文的研究目標(biāo);(2)對(duì)光譜儀的測(cè)量原理、設(shè)計(jì)方案和功能結(jié)構(gòu)進(jìn)行了介紹,并根據(jù)功能結(jié)構(gòu)確定出檢控電路的設(shè)計(jì)目標(biāo),檢控電路包括主動(dòng)光源控制電路和反射光譜信號(hào)檢測(cè)電路;(3)完成了主動(dòng)光源控制電路的設(shè)計(jì),主要包括主動(dòng)光源的選型、主動(dòng)光源的光譜穩(wěn)定性研究、主動(dòng)光源控制電路的設(shè)計(jì)以及主動(dòng)光源結(jié)構(gòu)的介紹;(4)完成了反射光譜檢測(cè)電路的設(shè)計(jì),主要包括光電傳感器的選型、光電傳感器信號(hào)檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)和檢測(cè)傳感器光路系統(tǒng)的介紹,同時(shí)介紹了光譜儀的光路系統(tǒng);(5)對(duì)光譜儀硬件電路系統(tǒng)進(jìn)行了仿真分析,在仿真分析結(jié)果之上,對(duì)硬件電路系統(tǒng)的PCB電路板進(jìn)行繪制、抗干擾設(shè)計(jì)、搭建和調(diào)試工作;(6)完成了光譜儀的軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì),包括上位機(jī)界面的設(shè)計(jì)、下位機(jī)控制器主程序的設(shè)計(jì)以及主動(dòng)光源響應(yīng)信號(hào)提取算法的設(shè)計(jì);(7)對(duì)設(shè)計(jì)的儀器進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)性能測(cè)試,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:本文設(shè)計(jì)的主動(dòng)光源式作物冠層反射光譜儀的測(cè)量結(jié)果穩(wěn)定可靠,且儀器的NDVI測(cè)量值與高度無(wú)關(guān);靜態(tài)測(cè)量情況下,儀器測(cè)量的NDVI值與GreenSeeker測(cè)量的NDVI值的波動(dòng)率均在5%以內(nèi);且車載測(cè)量情況下,儀器所測(cè)得的NDVI值與GreenSeeker光譜儀所測(cè)得的NDVI值具有較高的一致性,儀器的動(dòng)態(tài)性能良好,能滿足田間車載移動(dòng)測(cè)量的需要。
【學(xué)位授予單位】：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：S311;TH744.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1327211