田間植物真菌孢子顯微圖像采集處理系統(tǒng)研究.pdf

1、植物真菌病害的預(yù)防關(guān)鍵是即時測定空氣中真菌孢子的數(shù)量，以此對植物真菌病害進行預(yù)警。目前，對于植物真菌病害的自動化檢測技術(shù)仍處于起步階段，尚無快速、準確的孢子檢測系統(tǒng)，常規(guī)手段是通過單一的孢子捕捉器進行樣本捕捉，然后將玻片取出用肉眼在顯微鏡下進行觀測。本課題為實現(xiàn)對田間空氣中植物真菌孢子數(shù)量的實時監(jiān)測，基于傳統(tǒng)孢子捕捉方法以及當前孢子計數(shù)方法，設(shè)計了基于LabVIEW開發(fā)平臺的田間遠程真菌孢子顯微圖像采集處理系統(tǒng)。通過本系統(tǒng)可以實現(xiàn)對空氣

2、中浮游真菌孢子的捕捉，在通過智能化圖像顯微成像方式對樣本進行拍攝與分析，確定樣本中的孢子數(shù)量，從而對植物真菌病害預(yù)警提供強有力的數(shù)據(jù)支撐。
　　本論文主要內(nèi)容包括以下幾個方面:
　　(1)要實現(xiàn)孢子數(shù)量的快速檢測，顯微圖像采集處理系統(tǒng)的外形設(shè)計是整個系統(tǒng)的重要組成部分。本課題經(jīng)過多次研究與試驗，設(shè)計出微粒子信息獲取裝置、多樣本載物裝置以及精確相機控制臺，從而實現(xiàn)對空氣中孢子信息的快速獲取及圖像采集，為實現(xiàn)樣本圖片處理與分析打

3、下堅實的基礎(chǔ)。
　　(2)實現(xiàn)了整體系統(tǒng)中硬件電路的功能需求設(shè)計，主要針對驅(qū)動控制模塊以及相機光源亮度調(diào)節(jié)的硬件電路進行設(shè)計，并完善其功能，核心技術(shù)采用PWM調(diào)制實現(xiàn)了整體系統(tǒng)對步進電機的精確控制以及對光源亮度的動態(tài)調(diào)節(jié)。
　　(3)針對系統(tǒng)功能需求，對系統(tǒng)各模塊進行了軟件設(shè)計和集成，開發(fā)主要利用LabVIEW平臺進行軟件系統(tǒng)設(shè)計。程序設(shè)計包括步進電機控制、顯微鏡光源亮度調(diào)整、CCD相機圖像采集、圖片分析處理等部分。

4、　　(4)從整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可行性以及準確性對整體系統(tǒng)進行檢測。檢測具體包括對樣本的捕捉情況、驅(qū)動控制的精確穩(wěn)定度、顯微CCD相機采集照片效果、樣本照片處理情況。綜合以上檢測情況對試驗方案是否符合設(shè)計初衷做出分析。
　　本系統(tǒng)經(jīng)過多次試驗分析比對，采用圓型結(jié)構(gòu)作為樣本載物結(jié)構(gòu)，本結(jié)構(gòu)一次性容納20片載玻片。樣本載玻片每天自動旋轉(zhuǎn)角度為18°，然后通過CCD顯微相機對樣本玻片進行觀測，以此對田間環(huán)境進行不間斷監(jiān)測。當樣本載物臺旋轉(zhuǎn)