基于叶片面积的温室植物水分监测系统的设计.pdf

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1、82传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2010年第29卷第12期基于叶片面积的温室植物水分监测系统的设计孙燕，曹成茂，缪鹏程，洪翎，毕如俊(安徽农业大学工学院，安徽合肥230036)摘要：植株冠层叶面投影面积的变化与植物体内水分状况密切相关。系统利用CCD图像传感器，对植物叶面的冠层投影面积进行实时、动态的观察。通过对叶面积的动态监测，并与计算机应用相配合，用于指导温室条件下植物生长的水分灌溉。从硬件、软件和叶面图像的分析与处理方面描述了系统的设计与实现方法。实践证明

2、：该系统工作稳定，能准确监测植物叶面变化，为进一步研究依据叶面积变化诊断植物缺水理论奠定基础，同时对丰富节水灌溉技术具有重要的意义。关键词：叶面积；CCD图像传感器；无损检测；节水灌溉中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1000-9787(2010)12-0082-03Designofmoisturemonitoringsystemofplantsingreenhousebasedonleaf’SareaSUNYan，CAOCheng—ITlaO，MIAOPeng—cheng，HONGLing，BIRu-jun(

3、CollegeofEngineering，AnhuiAgriculturalUniversity，Hefei230036，China)Abstract：Thechangesofleaf’Stopprojectedcanopyareaarecloselyboundupwiththemoistureintheplantthechangesofthetoppeetedcanopyareaisobserveddynamielyandreal—time，byapplyingCCDimagesenso／'Sinthesystem．Th

4、egrowth—waterin-lgationfortheplantsingreenhouseisguidedbytheinformationobtainedfromdynamicobservationsandaidedbycomputers．Thedesignandrealizationofthesystemaredescribedfromitshardware，software，andanalysisandprocessingofleaves’image．Ithasbeenprovedthatthesystemcanw

5、orksteadilyandmonitorthechangesofleaves’areaaccurately．Itissignificanttoenrichthetechnologyofwater·savingirrigationandestablishthefoundationsforthefurtherresearchonthetheoryoflackofwaterofplantaccrodingtothechangesofleaf’Sarea．Keywords：leaf’Sarea；CCDimagesensor；no

6、n—destructivedetection；water—savingirrigation0引言实现。基于此，以虚拟仪器开发平台LabVIEW和图像处理水分是维持植物生命活动的重要物质，水分亏缺直接软件IMAQVision为基础，利用计算机视觉技术进行植物影响植物的生理生化过程和形态结构，从而影响植物生长、叶面积监测。通过土壤传感器采集植物生长的土壤水分状产量和品质⋯。国内外对植物缺水诊断的研究包括土壤况，依据叶面面积变化和土壤含水量，由单片机控制电磁阀指标，植物指标(形态指标和生理指标)和综合指标，对为植物供水。植物生理

7、指标的研究，受到越来越多的关注。1系统硬件设计叶面积是反映植物生长发育、长势、遗传特性等生理生1．1硬件系统的设计与实现化反应过程的主要参数，该参数可以计算植物的用水量、分本系统主要由图像采集、土壤水分监测及在单片机控析植物的生长状况，建立植物生长模型J。KacriaM等制下为植物供水的电磁阀三部分组成，硬件结构如图1所人利用视觉技术提取顶部树冠层的投影面积来反映植示。图像采集部分主要由CCD图像传感器和图像采集卡物内部水压，但是其只针对幼苗，对成熟期的植物并没有进组成；土壤水分传感器、单片机、RS-232接口芯片和电磁阀

8、行研究。李长缨等人利用计算机视觉系统对黄瓜幼苗组成土壤含水量监测和系统供水部分。系统利用CCD传生长进行无损监测，并计算叶冠投影面积和株高。随着图感器在线采集植物冠层叶面投影图像，图像采集卡对来自像处理技术的发展，通过摄像头远程检测叶面的变化得以CCD的标准视频信号进行模数转换，将量化后的数据通过收稿日