10385.植物生理生態(tài)傳感器的設(shè)計(jì)和開發(fā)

1、分類號(hào)密級(jí)UDC編號(hào)碩士學(xué)位論文植物生理生態(tài)傳感器的設(shè)計(jì)和開發(fā)學(xué)位申請(qǐng)人：張昆指導(dǎo)教師：邱兆美副教授毛鵬軍教授學(xué)科專業(yè)：業(yè)：農(nóng)業(yè)機(jī)械化工程學(xué)位類別：別：工學(xué)2014年5月摘要I論文題目：論文題目：植物生理生態(tài)傳感器的設(shè)計(jì)植物生理生態(tài)傳感器的設(shè)計(jì)和開發(fā)開發(fā)專業(yè)：業(yè)：農(nóng)業(yè)機(jī)械化工程農(nóng)業(yè)機(jī)械化工程研究生：生：張昆張昆指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師：邱兆美邱兆美毛鵬軍毛鵬軍摘要設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常常會(huì)利用各種設(shè)備對(duì)植物所處環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而為其環(huán)境的自動(dòng)化控制

2、決策提供依據(jù)。傳統(tǒng)溫室主要通過檢測(cè)植物體所處的溫室環(huán)境溫度、濕度來反映植物體水分供給狀況的變化，以此來決定對(duì)作物的灌溉時(shí)間節(jié)點(diǎn)、時(shí)長(zhǎng)等。而這種監(jiān)測(cè)主要是針對(duì)溫室內(nèi)的大環(huán)境，這個(gè)大環(huán)境檢測(cè)結(jié)果與植物體的真實(shí)生長(zhǎng)狀況的差距較大?，F(xiàn)代溫室中利用植物生理傳感器測(cè)量近植物體的植物生態(tài)指標(biāo)（葉面微區(qū)溫度等）變化和植物體自身生態(tài)指標(biāo)（植物莖稈直徑等）的變化，能夠更加準(zhǔn)確地反映植物體的生長(zhǎng)狀況，從而反映其水分供給狀況等生理信息，以用于指導(dǎo)灌溉。本文針對(duì)

3、植物葉面微區(qū)溫度的監(jiān)測(cè)問題，提出了一種聲表面波溫度傳感器的模塊化設(shè)計(jì)方案，分析了其原理，并分別設(shè)計(jì)了敏感模塊、測(cè)試信號(hào)產(chǎn)生模塊、開關(guān)模塊和頻率檢測(cè)模塊，搭建了一個(gè)聲表面波溫度傳感器，用以監(jiān)測(cè)植物葉面微區(qū)溫度變化。對(duì)其中的濾波電路、各個(gè)信號(hào)產(chǎn)生電路和計(jì)數(shù)電路進(jìn)行仿真分析，經(jīng)分析合理后制作印刷電路板，利用實(shí)物試驗(yàn)驗(yàn)證實(shí)際制作的傳感器的性能。試驗(yàn)結(jié)果表明：敏感模塊具有較好的頻溫特性，其靈敏度達(dá)到了4.59KHz℃；測(cè)試信號(hào)產(chǎn)生模塊能產(chǎn)生所需信

4、號(hào)且基本無雜散信號(hào)；頻率檢測(cè)模塊可檢測(cè)出回波信號(hào)頻率，其誤差在1KHz；模塊整體試驗(yàn)顯示其測(cè)溫誤差較小，低于0.5℃，可應(yīng)用于葉面微區(qū)溫度監(jiān)測(cè)中?，F(xiàn)有植物莖稈直徑傳感器在測(cè)量過程通常都需要對(duì)被測(cè)部位施加一個(gè)適當(dāng)?shù)念A(yù)緊力，而這個(gè)預(yù)緊力的存在勢(shì)必會(huì)影響植物的正常生長(zhǎng)。本文針對(duì)這一問題，提出了一種利用光敏電阻的植物莖稈直徑傳感器設(shè)計(jì)方案，其在測(cè)量過程中不需要對(duì)植物體施加預(yù)緊力，且其開發(fā)成本低，是植物莖稈直徑監(jiān)測(cè)的理想選擇。通過一系列試驗(yàn)驗(yàn)證了