發(fā)布時間：2020-02-01 15:42

【摘要】：水稻工廠化育秧可有效提高生產(chǎn)效率,確保國家糧食安全。為了給水稻工廠化育秧生長管理提供更為迅速、可靠的信息判決依據(jù)和決策支持,設(shè)計了一種水稻工廠化育秧生長信息智能模擬采集系統(tǒng),包括針對水稻秧苗生長情況的高光譜圖像信息采集系統(tǒng)和監(jiān)測水稻生長環(huán)境各項參數(shù)指標(biāo)的環(huán)境信息采集系統(tǒng)(CO2采集單元、溫度采集單元、土壤水分采集單元、光照強度采集單元)。同時,采用Keil C語言開發(fā)系統(tǒng)的工作軟件,以AT8 9 S5 2單片機為控制器、LCD1 6 0 2為液晶顯示器等設(shè)計了系統(tǒng)正常工作的軟硬件系統(tǒng)。
【圖文】：

涸撼で嗄甏蔥祿猱鶼钅?16B1328);公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(201503130);安徽省農(nóng)科院水稻產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展資金項目(2015－2017)作者簡介:王偉(1989－)，男，安徽蚌埠人，研究實習(xí)員，碩士，(E－mail)wangwei1412@126．com。通訊作者:王川(1978－)，男，安徽桐城人，副研究員，，碩士，(E－mail)06wangchuan@163．com。采集系統(tǒng)包括高光譜圖像信息采集系統(tǒng)和環(huán)境信息采集系統(tǒng)。工作時，高光譜圖像信息采集系統(tǒng)針對水稻秧苗的生長情況工作;環(huán)境信息采集系統(tǒng)安裝設(shè)置在水稻生長環(huán)境中，監(jiān)測環(huán)境各項參數(shù)指標(biāo)�？傮w設(shè)計如圖1所示。圖1總體設(shè)計框圖Fig．1Generaldiagramofgrainwatercontentwater1．2高光譜圖像信息采集系統(tǒng)設(shè)計傳統(tǒng)的光譜檢測技術(shù)可以實現(xiàn)病害的檢測和識別，但該檢測技術(shù)無法體現(xiàn)檢測區(qū)域內(nèi)的空間信息、差異，只能檢測樣本的部分，光譜信息不能代表整個農(nóng)產(chǎn)品信息［4］。目前，新興的高光譜圖像技術(shù)把二維圖像和光譜技術(shù)融為一體，同時獲取研究對象的空間信息和光譜信息［5］，為植物病害的檢測識別提供更為豐富的信息。本單元利用北京漢光卓立公司開發(fā)的HyperSIS高光譜成像系統(tǒng)采集樣品的高光譜圖像數(shù)據(jù)，如圖2所示。該系統(tǒng)主要由成像光譜儀、CCD相機、計算機、光源和暗箱等組成［6］。·137·2017年8月農(nóng)機化研究第8期DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2017.08.028

1．光譜儀2．CCD相機3．計算機4．光源5．電源箱6．電機7．暗箱8．載物臺圖2HyperSIS高光譜成像系統(tǒng)Fig．2Hyperspectralimagingsystem1．3環(huán)境信息采集系統(tǒng)設(shè)計本文設(shè)計的環(huán)境信息采集系統(tǒng)包括CO2采集單元、溫度采集單元、土壤水分采集單元及光照強度采集單元。其中，CO2采集單元使用MQ－7氣敏傳感器;溫度采集單元采用DS18B20溫度傳感器;土壤水分采集單元采用CC2D25S－SIP水分傳感器;光照強度采集單元使用BH1750FVI光照傳感器。2主要結(jié)構(gòu)設(shè)計2．1系統(tǒng)硬件電路設(shè)計本系統(tǒng)工作時要依托一個硬件電路，采用雙面PCB設(shè)計，以中央處理單元為核心，包括信息采集單元集、A/D轉(zhuǎn)換單元、液晶顯示單元、按鍵輸入單元、程序下載單元和可充電鋰電池電源單元，如圖3所示。信息采集單元集包括高光譜圖像信息采集單元、CO2采集單元、溫度采集單元、土壤水分采集單元及光照強度采集單元。圖3工作電路設(shè)計Fig．3DesignedCircuit2．1．1中央處理單元電路本單元電路采用AT89S52單片機為控制器。作為主控制單元，包括晶振電路、復(fù)位電路，實現(xiàn)控制各單元工作和數(shù)據(jù)的正常運算處理，如圖4、圖5所示。圖4時鐘電路Fig．4Crystalscircuit圖5復(fù)位電路Fig．5Ｒesetcircuit本設(shè)計AT89S52單片機價格低廉、成熟可靠［7］，各端口的使用情況如圖6所示。圖6AT89S52I/O分配Fig．6I/OofAT89S522．1．2A/D轉(zhuǎn)換單元電路在系統(tǒng)硬件電路設(shè)計中，需要將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量以供單片機使用。本系統(tǒng)采用美國TI公司生產(chǎn)的12位開關(guān)電容逐次逼近式模數(shù)轉(zhuǎn)換器TLC2543組·138·2017年8月農(nóng)機化研究第8期

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