可攜式葉面積測量儀的製作方法
2023-04-28 08:00:21
可攜式葉面積測量儀的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種可攜式葉面積測量儀，它包括掃描測量單元和與其通訊連接的人機互動單元；掃描測量單元包括長度傳感器和接觸式圖像傳感器，長度傳感器的信號輸出端通過整形電路模塊與第一ARM處理器的信號輸入端電連接，接觸式圖像傳感器的信號輸出端依次通過放大、模擬數字轉換、時序控制模塊與第一ARM處理器的信號輸入端電連接；第一ARM處理器通過串行通訊接口與人機互動單元的第二ARM處理器通訊連接，第二ARM處理器的信號輸出端與顯示器模塊的信號輸入端電連接，第二ARM處理器的信號輸入端與鍵盤模塊的信號輸出端電連接。本實用新型優點在於結構精巧、操作簡單、測量迅速、實時性強、測量精度高，易於使用與維護。
【專利說明】可攜式葉面積測量儀
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及葉面積測量裝置，尤其是涉及一種可攜式葉面積測量儀。
【背景技術】
[0002]葉片是植物進行光合作用，製造養分的主要器官，葉面積的大小直接決定著光合產物的多少，從而直接影響作物的產量。同時，葉面積也是影響植物生長、果實發育和品質的重要生理和形態指標。葉面積的測量是目前精細化農業生產和農業氣象服務的重要參量，對研究植物的生物學特性和指導生產具有重要意義。
[0003]常用的葉面積測量方法有方格法、剪紙稱重法、掃描法、回歸方程法、相機拍照法等，方格法、剪紙稱重法、掃描法均為破壞性測量，破壞性測量需大量摘取葉片，直接導致了個體的葉片損失，影響了周圍個體的光照條件，破壞了其他指標測量的系統性。回歸方程法、相機拍照法雖然可以進行活體測量，但回歸方程法對不同的作物品種，需要分別建立模型，測量效率較低。相機拍照法在測量葉片面積時需要在嚴格的物距下進行葉片的採樣，以保證每個像素點代表的真實面積不變，而且要求光學器件的線性度較高，鏡頭的焦距不可變，對葉面積計算需要的要求較高。
【發明內容】
[0004]本實用新型目的在於提供一種測量準確、方便快捷的可攜式葉面積測量儀。
[0005]為實現上述目的，本實用新型可採取下述技術方案:
[0006]本實用新型所述的可攜式葉面積測量儀，它包括掃描測量單元和與其通訊連接的人機互動單元；所述掃描測量單元包括長度傳感器和接觸式圖像傳感器，所述長度傳感器的信號輸出端通過整形電路模塊與第一 ARM處理器的信號輸入端電連接，所述接觸式圖像傳感器的信號輸出端依次通過放大模塊、模擬數字轉換模塊、時序控制模塊與所述第一 ARM處理器的信號輸入端電連接；第一 ARM處理器通過串行通訊接口與所述人機互動單元的第二 ARM處理器通訊連接，所述第二 ARM處理器的信號輸出端與顯示器模塊的信號輸入端電連接，第二 ARM處理器的信號輸入端與鍵盤模塊的信號輸出端電連接。。
[0007]本實用新型優點在於結構精巧、操作簡單、測量迅速、實時性強、測量精度高，易於使用與維護。克服了測量地點的限制，可以在室內和野外使用。無需採摘葉片，對植株生長無影響，可對不同作物、不同品種、不同葉位的葉片進行測量，還可對同一葉片在不同生長季的生長變化跟綜觀測。測量項目豐富，可選擇性獲取葉片面積、周長、長度、平均寬度與最大寬度等參數。對於形狀複雜的葉片也同樣能夠快速測量，且在測量中能夠儘可能地避免人為因素幹擾。本裝置對於科學研究具有十分實用的價值，為農業、氣象、林業的科學研究提供了一種新的數據收集方案，加快了現代化大農業的發展進程，適於推廣使用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1是本實用新型的電路原理框圖。[0009]圖2是本實用新型長度傳感器的電路原理圖。
[0010]圖3是本實用新型時序控制模塊的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0011]如圖1、2、3所示，本實用新型所述的可攜式葉面積測量儀，它包括掃描測量單元和與其通訊連接的人機互動單元；所述掃描測量單元包括長度傳感器和接觸式圖像傳感器，所述長度傳感器的信號輸出端通過整形電路模塊與第一 ARM處理器的信號輸入端電連接，所述接觸式圖像傳感器的信號輸出端依次通過放大模塊、模擬數字轉換模塊、時序控制模塊與所述第一 ARM處理器的信號輸入端電連接；第一 ARM處理器通過串行通訊接口與所述人機互動單元的第二 ARM處理器通訊連接，所述第二 ARM處理器的信號輸出端與顯示器模塊的信號輸入端電連接，第二 ARM處理器的信號輸入端與鍵盤模塊的信號輸出端電連接。
[0012]其工作原理為:掃描測量單元中的長度傳感器通過其整形電路模塊提供葉片的縱向量化數據並由第一ARM處理器完成長度的計算，葉片每前進I個量化單位長度，觸發一次接觸式圖像傳感器掃描。接觸式圖像傳感器提供葉片的橫向量化數據，接觸式圖像傳感器輸出的模擬信號經過放大模塊、模擬數字轉換模塊完成對其的採樣，採樣結果送入時序控制模塊，完成本次掃描的數字處理，經第一 ARM處理器計算得出本次測量的葉片寬度。兩次測量結果相結合，就求得本次測量的面積。整個葉片掃描完成後，累加得出該葉片的測量數據。
[0013]完成了掃描測量後，通過顯示器模塊的顯示與人機互動部分看到測量數據。第二ARM處理器和第一 ARM處理器通過其內置的串行通信接口進行數據交換，同時將必要的信息顯示在顯示器模塊上；還可以通過第二 ARM處理器內置的串行通信接口連接到上位機或通過鍵盤模塊對其作進一步的處理，各個傳感器和模塊的供電通過可充電鋰電池完成。
【權利要求】
1.一種可攜式葉面積測量儀，其特徵在於:它包括掃描測量單元和與其通訊連接的人機互動單元；所述掃描測量單元包括長度傳感器和接觸式圖像傳感器，所述長度傳感器的信號輸出端通過整形電路模塊與第一 ARM處理器的信號輸入端電連接，所述接觸式圖像傳感器的信號輸出端依次通過放大模塊、模擬數字轉換模塊、時序控制模塊與所述第一 ARM處理器的信號輸入端電連接；第一 ARM處理器通過串行通訊接口與所述人機互動單元的第二 ARM處理器通訊連接，所述第二 ARM處理器的信號輸出端與顯示器模塊的信號輸入端電連接，第二 ARM處理器的信號輸入端與鍵盤模塊的信號輸出端電連接。
【文檔編號】G01B21/28GK203405200SQ201320467745
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年8月2日 優先權日:2013年8月2日
【發明者】張廣周, 餘國河, 薛龍琴, 冶金, 陳海波, 曹淑超, 李穎, 師麗魁, 陳忠民, 李鵬 申請人:河南省氣象科學研究所