嵌入式技术在水稻花粉图像自动采集中的应用.pdf

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1、文章编号：1674-7070(2012)01-0065-05嵌入式技术在水稻花粉图像自动采集中的应用胡汉峰顾松山~f-~t摘要o引言传统监测采集水稻花粉的方法所需的工作量非常大，而且不能获得安全评水稻抗基因研究的飞速发展，不但解决了粮食短缺问题，也带来估模型所需的水稻花粉时空分布精度的了极大的经济效益．在取得巨大成功的同时，转基因水稻生产的安全实测资料．为此研制出一种便携式的既不干扰花粉的自然沉降，又可以实时获性问题正13益受到人们的关注．农业转基因作物安全是指防范农业得当前空间水稻花粉浓度的水稻花粉图转基因生物对人类、动植

2、物、微生物以及生态环境所构成的危险或者像自动采集仪．仪器以ARM芯片为核心潜在的风险．花粉作为基因逃逸的一个主要途径也成为了人们研构建的嵌入式Linux平台为基础，外部扩展了Camera、sD存储卡和步进电机等设究的主要内容，因此准确±也估算水稻花粉扩散浓度和最大扩散距离备．满足了实验所需的基本功能．水稻花成为评估、防御、预测转基因水稻生产安全及其环境风险的重要基础粉图像自动采集仪完全模仿人工采集花性工作．粉数据的过程，不会破坏花粉在空间的目前对于水稻花粉扩散源强度模型的数据还停留在人工采集阶分布情况，可以准确获得水稻花粉的

3、空间实时分布．仪器采集的水稻花粉空间段，主要采用自然重力沉降法，在实验田沿风方向等距离放置木架，分布数据完全符合了安全评估所需，丰每个木架沿垂直方向设置3个高度，放置均匀涂有凡士林的载玻片作富了水稻花粉扩散模型数据库的资料，为捕捉花粉的载体，最后将沉降了花粉颗粒的载玻片带回实验节省了人力资源，为转基因水稻安全性监测和评估提供了有力的帮助．室，在生物光学显微镜或荧光显微镜对载玻片捕获的花粉进行分类关键词识别以及定量计算．通常情况下一个载玻片采样的周期为1d，整个实转基因安全；ARM；CMOS摄像头；验过程需要大量的人力，而且无

4、法实时统计出花粉的空间分布情况．步进电机；嵌入式驱动因此，设计出一种能够实时自动采集花粉数据的设备具有现实意义．中图分类号TH71；TGS03本文介绍的花粉数据自动采集仪是在以ARM9芯片为核心构建文献标志码A的嵌入式Linux系统下完成的．随着计算机技术的发展，嵌入式技术由于其软硬件可裁剪、稳定性高、功能强大、成本低、体积小、功耗低等特点，被人们广泛地应用于13常生活和科学研究中．嵌入式Linux系统因为具有开源性、多任务多进程、功能模块化、支持平台多样化等优点已经被广泛应用于嵌入式领域。．1设备及采集流程1．1仪器硬件组

5、成收稿日期20113-22仪器的硬件体系主要由3个部分组成：ARM控制板、生物电子显资助项目国家转基因科技重大专项课题微照相机以及3台步进电机组成的三维步进电机采样平台．仪器采用(2008zX_o8O114)01)作者简介锂电池供电，可以在外场连续工作10d左右．胡汉峰，男，硕士生，研究方向为大气探测ARM控制板采用三星公司的$3C2440作为核心，配置了128M技术及天气资料处理．huhanfeng@163．tom的NANDflash以及SDRAM，另外扩展出了1个USB接口、1个串口、1南京信息工程大学大气物理学院，南京

6、一个SD卡接口以及Camera接口．$3C2440本身具有CMOS摄像头接21o()442中国人民解放军95402部队，贵阳，550031口，总共包含7个部分：模式选择、捕获单元、预览模式定标、编码模式胡汉峰，等．嵌入式技术在水稻花粉图像自动采集中的应用HUHanfeng，eta1．Applicationofembeddedtechniqueinautomaticcollectionofricepollenimage定标、预览直接存储器和编码直接存储器、特殊寄存三维空间内对采样平台的调整，完成调焦以及拍摄器．在预览模式通道下

7、将输入的数字信号转换成视野移动等功能．电机控制的最小移动步距是微米RGB图像数据格式存储在预览直接存储器中，最大量级，可实现准确地对焦和移动．分辨率达到64O像素×480像素，而在编码模式通道步进电机的驱动芯片采用瑞士SGS公司的恒压下将输入的数字信号转换成YCbCr数据格式存放在恒流的桥式驱动芯片L298N，输出最高电压为5OV，编码直接存储器中，存储图像的最大分辨率则达到电流为2A．内置的桥电路，可以很方便地驱动1个4096像素×4096像素．本文采用的是编码模式，将两相步进电机，控制电机的正反转，直接使用ARM生物显微

8、电子照相机传回来的数字信号经过编码通的GPIO口提供驱动信号，而且应用电路简单，使用道转换成YCbCr数据格式，最终通过数字图像处理方便．平台中的3个步进电机采用了3个L298N驱技术将YCbCr数据格式转换成JPEG格式，并且加动器分别驱动．L298N驱动器电路如图1所示．以压缩，以12