基于偽隨機(jī)序列調(diào)制近紅外光測量植物葉片水分含量的研究.pdf

1、近年來，隨著科技與晝濟(jì)的高速發(fā)展，人們對農(nóng)產(chǎn)品的要求越來越高。如何在水資源缺乏的背景下，實(shí)時掌握周圍環(huán)境變化引起植物水分含量發(fā)生變化，并實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)灌溉，進(jìn)而提高植物的產(chǎn)量與質(zhì)量，顯得尤為重要。由于葉片是植物的主要含水器官，因此，可以通過測量植物葉片水分含量達(dá)到監(jiān)測植物生長狀況和實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)灌溉的目的?；诖?，本論文開展了新型便攜式、高精度的植物葉片水分含量測量裝置的研究與設(shè)計。
　　本文在分析了現(xiàn)階段國內(nèi)外植物葉片水分含量測量方法的優(yōu)劣

2、勢后，提出了一種基于偽隨機(jī)M序列調(diào)制近紅外光測量植物葉片水分含量的測量系統(tǒng)。首先，對水分測量的基本理論做了介紹；其次，詳細(xì)研究了偽隨機(jī)M序列調(diào)制近紅外光檢測原理；最后，設(shè)計了基于STM32F103主控制器的便攜式、高精度植物葉片水分含量測量儀。
　　為了實(shí)現(xiàn)該測量儀的水分含量測量功能，在硬件部分，設(shè)計了基本的光源分布結(jié)構(gòu)、電源模塊、前置放大電路、濾波放大電路、解調(diào)電路、數(shù)據(jù)采集電路和TFT顯示電路等；在軟件部分，采用C語言在Kei

3、14環(huán)境下，編寫了實(shí)現(xiàn)偽隨機(jī)M調(diào)制序列、ADC數(shù)據(jù)釆集存儲、相關(guān)計算和顯示等程序；
　　在實(shí)驗研究中，首先設(shè)計了Matlab仿真實(shí)驗，選擇了調(diào)制信號周期為N=255的偽隨機(jī)M序列，此時系統(tǒng)對噪聲和干擾的抑制效果最好；其次，設(shè)計了檢測儀相應(yīng)的數(shù)據(jù)標(biāo)定實(shí)驗，同時對比了直流法、PWM調(diào)制法、偽隨機(jī)M序列調(diào)制法三種不同光源激勵方式下植物葉片水分含量測量的輸出特性和重復(fù)性；最后分析了植物樣本和環(huán)境光等因素對測量結(jié)果的影響。實(shí)驗結(jié)果表明偽隨機(jī)