RGB顏色傳感器葉綠素儀的研究.pdf

1、㈣㈣@天洋大謦中國m代第一所大學(xué)碩士學(xué)位論文■■■■●一一■一學(xué)科專業(yè)：測試計量技術(shù)及儀器作者姓名：王璞指導(dǎo)教師：何明霞副教授天津大學(xué)研究生院2008年5月摘要精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是根據(jù)作物生長的狀況及環(huán)境，變量調(diào)節(jié)對作物投入的一種耕作方式，它以作物信息的獲得為基礎(chǔ)。植物葉片葉綠素的測量可以指導(dǎo)氮的施用，為研究植物生理特性、挖掘生產(chǎn)潛力和品種資源等提供科學(xué)依據(jù)。本文介紹了一種以RGB顏色傳感器為核心器件，以測量葉綠素含量為目的的儀器的設(shè)計。這種儀器

2、與現(xiàn)有的活體葉綠素儀的原理有較大差別，主要體現(xiàn)在：現(xiàn)有活體葉綠素儀，如SPAD502，測量光源是波段較窄的單色LED，而本儀器所采用的測量光源是頻譜遍布整個可見光區(qū)的白色超亮LED；SPAD502測量的是葉綠素對單色光的吸收，本儀器測量的是透過葉片后的光的顏色。本文包括以下幾個方面的內(nèi)容：1從精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的概念說起，介紹了葉綠素測量在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要意義，介紹了測葉綠素含量的分光光度計法、計算機(jī)視覺法和葉綠素儀活體測量法，通過對可以用于無損

3、測量的計算機(jī)視覺法和葉綠素儀活體測量法的比較，提出使用光電器件，通過測量葉色得到葉綠素含量，研制小型便攜式葉綠素儀；2由于需要對顏色進(jìn)行分析，本文介紹了RGB、HSI、XYZ、L—ab’等顏色空間，并重點(diǎn)介紹了RGB顏色空間向其它顏色空間進(jìn)行轉(zhuǎn)換的方法；介紹了RGB顏色傳感器和色差傳感器的特點(diǎn)，選擇RGB顏色傳感器TCS230作為本儀器的核心傳感器；通過RGB顏色傳感器內(nèi)部集成的濾光片，TCS230將輸入光中的RGB分量進(jìn)行分離，分別測

4、量它們的強(qiáng)度，由此得到輸入光的顏色成分；命名TCS230輸出的反映光強(qiáng)大小的頻率信號為光強(qiáng)頻率信號；仿照RGB空間到HSI、XYZ、L—ab顏色空間的轉(zhuǎn)化，提出了對光強(qiáng)頻率信號進(jìn)行處理的等式；3設(shè)計了葉綠素儀的光源模塊，信號轉(zhuǎn)換采集模塊，以鋰離子電池為電源的電源模塊，液晶顯示模塊和實(shí)驗匣。對單片機(jī)編寫程序，完成了按鍵、頻率采集、液晶顯示等功能。在軟件硬件設(shè)計的基礎(chǔ)上，制作出可以將光強(qiáng)頻率值顯示在液晶顯示屏上的實(shí)驗機(jī)；4介紹了分析光強(qiáng)頻率