本文關鍵詞：基于超聲傳感探測葉面積指數的研究　出處：《內蒙古農業(yè)大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 精準施藥 葉面積指數 單因素 回歸正交試驗 模型建立

【摘要】：農業(yè)中為實現作物的增產增收大量農藥被使用,農藥施用過量不僅造成農藥的浪費、農業(yè)種植成本的提高,而且對環(huán)境造成嚴重污染,尤其食品殘留的農藥對人體健康造成嚴重的威脅。對靶變量施藥是解決以上問題的關鍵技術之一,本文針對對靶變量施藥技術難題進行研究,首先利用超聲波傳感器實現不同葉面積指數下的樹葉探測,建立葉面積指數與回波能量的模型關系,進而為指導施藥提供技術依據。其主要研究內容分為以下部分。(1)葉面積指數的獲取及探測系統(tǒng)設計。根據試驗設計的總體要求,搭建室內葉面積指數探測試驗臺。由擋板法獲取超聲波傳感器在不同距離下的探測范圍,利用掃面儀及GIMP軟件獲取葉面積,為了便于得到不同葉面積指數下的樹葉,利用稱重法獲取不同面積的樹葉,并求其平均比葉重系數,由電子秤稱出不同葉面積指數下的樹葉。通過人工布置將樹葉掛在探測臺上,由示波器及電腦上位機軟件實現超聲波傳感器的數據采集及存儲。(2)超聲波傳感器特性介紹和超聲回波特征信息的提取。通過對超聲波傳感器回波特性研究,為傳感器采集信號的數據處理分析提供了依據。(3)單因素試驗分析葉面積指數和探測距離對超聲回波信號的影響程度,并通過對圖像和數據方差分析驗證結果,為二次回歸正交試驗提供數據探測范圍。(4)設計二次回歸正交試驗方案并完成整個試驗的探測和信號的采集,利用MATLAB等數據處理軟件分析計算試驗結果,并建立葉面積指數和超聲波信號強度之間的模型關系,驗證該方程的失擬性和回歸顯著性。通過時域能量計算法得到超聲回波能量與所建模型方程計算出的電壓值進行相關性分析,結果表明該模型方程計算值與實際值顯著相關,因此得出結論所建模型具有普適性,能較好的反映不同葉面積指數下的枝葉變化.為進一步實施對靶變量施藥提供控制依據。
[Abstract]:A large number of pesticides are used in order to increase crop production and income in agriculture. Excessive application of pesticides not only results in waste of pesticides, but also increases the cost of agricultural planting, and causes serious pollution to the environment. Especially pesticide residues in food pose a serious threat to human health. The application of target variables is one of the key technologies to solve the above problems. First, the ultrasonic sensor is used to detect the leaves under different leaf area indices, and the relationship between the leaf area index and the echo energy is established. The main research contents are divided into the following part. 1) the acquisition of leaf area index and the design of detection system. According to the overall requirements of the experimental design. The detection range of ultrasonic sensor at different distance was obtained by baffle method, and leaf area was obtained by scanning surface instrument and GIMP software. In order to obtain the leaves with different leaf area index, the weight method was used to obtain the leaves with different areas, and the average ratio of Ye Zhong coefficient was obtained. The leaves with different leaf area indices are weighed by electronic scales. The leaves are hung on the platform by artificial arrangement. Data acquisition and Storage of Ultrasonic Sensor by Oscilloscope and PC Software. Introduction of ultrasonic sensor and extraction of ultrasonic echo information. This paper provides a basis for the data processing and analysis of the signal collected by the sensor. The single factor experiment is used to analyze the influence of the leaf area index and the detection distance on the ultrasonic echo signal. And through the image and the data variance analysis verification result, provides the data detection scope for the quadratic regression orthogonal test. (4) designs the quadratic regression orthogonal experiment scheme and completes the whole experiment detection and the signal collection. The data processing software such as MATLAB was used to analyze and calculate the test results, and the relationship between leaf area index and ultrasonic signal intensity was established. The time-domain energy calculation method is used to get the ultrasonic echo energy and the voltage value calculated by the model equation to carry on the correlation analysis. The results show that the calculated value of the model equation is significantly correlated with the actual value, so it is concluded that the model is universal. It can better reflect the changes of branches and leaves under different leaf area index, and provide control basis for the further implementation of target variable application.
【學位授予單位】：內蒙古農業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：S48;TP212

【參考文獻】

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本文編號：1391196