试析植物叶片含水量检测系统的设计

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1、东北林业大学硕士学位论文植物叶片含水量检测系统的设计姓名：冯睿申请学位级别：硕士专业：农业机械化工程指导教师：刘九庆201006摘要针对水资源缺乏与农业灌溉水浪费现象严重的问题，并为适应精量灌溉的趋势。本文提出：以植物叶片本身含水量作为一个参考指标，组成新型植物含水量检测系统。本论文对植物含水量检测系统的分析大体可分为三部分：首先，本论文介绍了微波测湿技术的原理，选择微波谐振腔法测量植物叶片含水量。详细论述了选择植物叶片为测量对象的原因，分析植物叶片含水量与谐振腔参数的关系；提出谐振腔参数测量的实验方法。其次，本论文选取

2、北方常见的丁香叶片作为实验对象，通过实验测得了正常成熟丁香叶片的介电常数；对矩形波导谐振腔的腔体参数进行设计，利用有限元分析软件HFSS进行优化分析，得到介电常数与Sll参数、谐振频率、品质因数的关系，并对仿真结果加以分析。最后，分析了微波电路部分，并阐述了各个微波器件的功能；对检波后的电信号进行了放大、整流、滤波部分处理；对单片机系统进行了设计。本论文利用微波法测量植物叶片含水量，具有可靠性好，抗干扰能力强，不易受到叶片颜色的影响等特点，因此在植物领域微波法有广阔的前景。‘关键词植物叶片；微波技术；含水量检测；HFSS

3、仿真；单片机AbstractAimingatwaterresourcesdeficiencyandwaterwaste，andadapttopreclslonirrigation·Thispaperputforwardanewkindofdetectionsystemofplantmoisturecontent·Inthepaper,thedetectionsystemofmoisturecontentinplantleavesisdividedintothreeparts·First．thispaperintroduc

4、esthebasicprincipleofmeasuringmoisturetechnologyusingmicrowave．Thispapermeasuresthemoisturecontentsofleaveswithmicrowaveresonantcavitymethod，accordingtocharacteristicsofsomemeasuringmoisturemethodswithmicrowavetechnology．Thispaperhasadetaileddescriptionthatreason

5、sforchooseplantleavesasmeasurementobject，andanalysisontherelationshipbetweenleafwatercontentandresonatorparameters．Thetestingmethodsofresonatorparametershavebeendiscussedinthispart·Second，Designofresonatordecidesaccuracyofwholesystem．ThispapertakescloveleavesaSan

6、examplewhichisfamiliarinnortheastofChina．Thispaperdesignsthecavityparametersofrectangularmicrowavecavityresonator,mainlyincludingthedesignofcavitysize．coupleddiaphragmradius，andthepositiontoplaceleaf．ThenconductsoptimizedanalysiswithfiniteelementanalysissoftwareH

7、FSSandanalyzesthesimulationresults·Finallv’thispartdiscussedmicrowavecircuit，andanalysisonfunctionofmanymicrowavedevices．ThenthesignalprocessingWasdesignedinthispart．Includingamplifiercircuitandrectifiercircuitandfiltercircuit．SCMsystemwasdesignlnthispart·Thesvst

8、emregardstheplantorgansasthefeedbackcontrolvariable，andleafisselectedinthispaper．UsingthemicrowavetechnologyfortheleavesmoisturecontentmeaSuremem，hasgoodreliab