基于LabVIEW的水稻產(chǎn)量信息采集系統(tǒng)的研究.pdf

1、水稻產(chǎn)量與水稻育種的關(guān)系密切，水稻育種過程中需要利用到水稻產(chǎn)量信息對所培育的水稻品種進(jìn)行評價、篩選和鑒定。水稻新品種測產(chǎn)驗收時通常的做法是先將稻谷曬干（或烘干）、揚凈后再過秤，然后按13.5％（秈稻）或14%（粳稻）的含水率折算成標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)量后加以比較。因此研究水稻重量和含水率的數(shù)據(jù)采集方法，搭建一套易操作、低成本、適用性強的水稻產(chǎn)量信息采集系統(tǒng)對水稻育種問題的研究具有重要的科學(xué)意義。
　　本文基于LabVIEW軟件平臺，結(jié)合天平、串

2、口轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)采集卡和傳感器變送器，構(gòu)建了水稻產(chǎn)量信息采集系統(tǒng)，完成了水稻重量信息和含水率信息數(shù)據(jù)的采集程序設(shè)計，進(jìn)行了水稻重量和含水率檢測方法的研究，建立了傳感器標(biāo)定模型。主要研究結(jié)論如下：
　　1.以NI公司的2010版LabVIEW為軟件設(shè)計平臺，開發(fā)了方便易用、經(jīng)濟合理、安全可靠、適用范圍廣的信息采集系統(tǒng)。
　　2.依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)量折算對水稻重量和含水率兩個信息參數(shù)的需求，選擇了LT601型精密電子天平，Edgeport

3、型USB-串口轉(zhuǎn)換器和HSTL-102S型溫濕度傳感器變送器，NI USB-6003型數(shù)據(jù)采集卡，NES-150-24型開關(guān)電源，搭配HP Compaq6531s型筆記本電腦，分別對兩個參數(shù)進(jìn)行了采集。系統(tǒng)中重量和含水率信息采集硬件設(shè)備搭配靈活、互換性強、安裝維護(hù)便利。
　　3.通過VISA函數(shù)編寫串口控制程序，結(jié)合串口調(diào)試助手應(yīng)用程序?qū)μ摂M串口的調(diào)試，解決了串口通信問題，完成了水稻重量信息采集程序的設(shè)計，能快速讀取電子天平稱量的

4、數(shù)據(jù)并完成數(shù)據(jù)的保存。
　　4.通過在NI MAX中先建立采集任務(wù)，再利用任務(wù)直接生成代碼并結(jié)合實際進(jìn)行修改調(diào)試的方式，編寫了傳感器輸出電壓值采集程序。從533份水稻核心種質(zhì)資源中隨機取出10份不同編號的水稻樣本，利用DHG-06-600B型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱和SIN-LS01型糧食水分儀，以及編寫的重量和電壓值采集程序，考察了水稻重量和含水率、傳感器響應(yīng)時間對傳感器響應(yīng)的影響，確定了重量大的樣本電壓輸出值相對大；合理傳感器響應(yīng)穩(wěn)

5、態(tài)值的數(shù)據(jù)采集時長為5min；樣本含水率值和傳感器輸出值間存在線性關(guān)系。
　　5.分別采集10份樣本泡水前后不同情況下的含水率值、重量值和電壓值共40份。利用IBM SPSS Statistics20版統(tǒng)計軟件對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸分析，建立了傳感器輸出與水稻含水率值之間的回歸方程 xY?0.417?0.322。
　　6.利用建立的回歸方程中電壓值與含水率值的轉(zhuǎn)換關(guān)系，結(jié)合任務(wù)直接生成代碼的方式，編寫了水稻含水率信息采集

6、程序，能快速采集含水率信息并保存。
　　7.抽取隨機的250份水稻核心種質(zhì)資源樣本，其中秈稻98份，粳稻42份，分三批六組進(jìn)行泡水前后產(chǎn)量信息采集實驗，共采集數(shù)據(jù)445份。以天平和水分儀測取的樣本不泡水狀態(tài)下的重量和含水率值為基準(zhǔn)值，對泡水前的含水率信息進(jìn)行分析得絕對誤差基本小于2，相對誤差基本小于15%；對泡水后的含水率信息分析得，秈稻的絕對誤差基本小于6，相對誤差基本小于30%，粳稻的絕對誤差基本小于10，相對誤差基本小于20