田間植物真菌孢子顯微圖像采集處理系統(tǒng)研究.pdf

1、植物真菌病害的預(yù)防關(guān)鍵是即時(shí)測(cè)定空氣中真菌孢子的數(shù)量，以此對(duì)植物真菌病害進(jìn)行預(yù)警。目前，對(duì)于植物真菌病害的自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)仍處于起步階段，尚無(wú)快速、準(zhǔn)確的孢子檢測(cè)系統(tǒng)，常規(guī)手段是通過(guò)單一的孢子捕捉器進(jìn)行樣本捕捉，然后將玻片取出用肉眼在顯微鏡下進(jìn)行觀測(cè)。本課題為實(shí)現(xiàn)對(duì)田間空氣中植物真菌孢子數(shù)量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，基于傳統(tǒng)孢子捕捉方法以及當(dāng)前孢子計(jì)數(shù)方法，設(shè)計(jì)了基于LabVIEW開(kāi)發(fā)平臺(tái)的田間遠(yuǎn)程真菌孢子顯微圖像采集處理系統(tǒng)。通過(guò)本系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣

2、中浮游真菌孢子的捕捉，在通過(guò)智能化圖像顯微成像方式對(duì)樣本進(jìn)行拍攝與分析，確定樣本中的孢子數(shù)量，從而對(duì)植物真菌病害預(yù)警提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支撐。
　　本論文主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:
　　(1)要實(shí)現(xiàn)孢子數(shù)量的快速檢測(cè)，顯微圖像采集處理系統(tǒng)的外形設(shè)計(jì)是整個(gè)系統(tǒng)的重要組成部分。本課題經(jīng)過(guò)多次研究與試驗(yàn)，設(shè)計(jì)出微粒子信息獲取裝置、多樣本載物裝置以及精確相機(jī)控制臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣中孢子信息的快速獲取及圖像采集，為實(shí)現(xiàn)樣本圖片處理與分析打

3、下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
　　(2)實(shí)現(xiàn)了整體系統(tǒng)中硬件電路的功能需求設(shè)計(jì)，主要針對(duì)驅(qū)動(dòng)控制模塊以及相機(jī)光源亮度調(diào)節(jié)的硬件電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，并完善其功能，核心技術(shù)采用PWM調(diào)制實(shí)現(xiàn)了整體系統(tǒng)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的精確控制以及對(duì)光源亮度的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。
　　(3)針對(duì)系統(tǒng)功能需求，對(duì)系統(tǒng)各模塊進(jìn)行了軟件設(shè)計(jì)和集成，開(kāi)發(fā)主要利用LabVIEW平臺(tái)進(jìn)行軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)。程序設(shè)計(jì)包括步進(jìn)電機(jī)控制、顯微鏡光源亮度調(diào)整、CCD相機(jī)圖像采集、圖片分析處理等部分。

4、　　(4)從整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可行性以及準(zhǔn)確性對(duì)整體系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)具體包括對(duì)樣本的捕捉情況、驅(qū)動(dòng)控制的精確穩(wěn)定度、顯微CCD相機(jī)采集照片效果、樣本照片處理情況。綜合以上檢測(cè)情況對(duì)試驗(yàn)方案是否符合設(shè)計(jì)初衷做出分析。
　　本系統(tǒng)經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)分析比對(duì)，采用圓型結(jié)構(gòu)作為樣本載物結(jié)構(gòu)，本結(jié)構(gòu)一次性容納20片載玻片。樣本載玻片每天自動(dòng)旋轉(zhuǎn)角度為18°，然后通過(guò)CCD顯微相機(jī)對(duì)樣本玻片進(jìn)行觀測(cè)，以此對(duì)田間環(huán)境進(jìn)行不間斷監(jiān)測(cè)。當(dāng)樣本載物臺(tái)旋轉(zhuǎn)