便携式叶面积测量仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种便携式叶面积测量仪，它包括扫描测量单元和与其通讯连接的人机交互单元；扫描测量单元包括长度传感器和接触式图像传感器，长度传感器的信号输出端通过整形电路模块与第一ARM处理器的信号输入端电连接，接触式图像传感器的信号输出端依次通过放大、模拟数字转换、时序控制模块与第一ARM处理器的信号输入端电连接；第一ARM处理器通过串行通讯接口与人机交互单元的第二ARM处理器通讯连接，第二ARM处理器的信号输出端与显示器模块的信号输入端电连接，第二ARM处理器的信号输入端与键盘模块的信号输出端电连接。本实用新型优点在于结构精巧、操作简单、测量迅速、实时性强、测量精度高，易于使用与维护。
【专利说明】便携式叶面积测量仪
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及叶面积测量装置，尤其是涉及一种便携式叶面积测量仪。
【背景技术】
[0002]叶片是植物进行光合作用，制造养分的主要器官，叶面积的大小直接决定着光合产物的多少，从而直接影响作物的产量。同时，叶面积也是影响植物生长、果实发育和品质的重要生理和形态指标。叶面积的测量是目前精细化农业生产和农业气象服务的重要参量，对研究植物的生物学特性和指导生产具有重要意义。
[0003]常用的叶面积测量方法有方格法、剪纸称重法、扫描法、回归方程法、相机拍照法等，方格法、剪纸称重法、扫描法均为破坏性测量，破坏性测量需大量摘取叶片，直接导致了个体的叶片损失，影响了周围个体的光照条件，破坏了其他指标测量的系统性。回归方程法、相机拍照法虽然可以进行活体测量，但回归方程法对不同的作物品种，需要分别建立模型，测量效率较低。相机拍照法在测量叶片面积时需要在严格的物距下进行叶片的采样，以保证每个像素点代表的真实面积不变，而且要求光学器件的线性度较高，镜头的焦距不可变，对叶面积计算需要的要求较高。
【发明内容】
[0004]本实用新型目的在于提供一种测量准确、方便快捷的便携式叶面积测量仪。
[0005]为实现上述目的，本实用新型可采取下述技术方案:
[0006]本实用新型所述的便携式叶面积测量仪，它包括扫描测量单元和与其通讯连接的人机交互单元；所述扫描测量单元包括长度传感器和接触式图像传感器，所述长度传感器的信号输出端通过整形电路模块与第一 ARM处理器的信号输入端电连接，所述接触式图像传感器的信号输出端依次通过放大模块、模拟数字转换模块、时序控制模块与所述第一 ARM处理器的信号输入端电连接；第一 ARM处理器通过串行通讯接口与所述人机交互单元的第二 ARM处理器通讯连接，所述第二 ARM处理器的信号输出端与显示器模块的信号输入端电连接，第二 ARM处理器的信号输入端与键盘模块的信号输出端电连接。。
[0007]本实用新型优点在于结构精巧、操作简单、测量迅速、实时性强、测量精度高，易于使用与维护。克服了测量地点的限制，可以在室内和野外使用。无需采摘叶片，对植株生长无影响，可对不同作物、不同品种、不同叶位的叶片进行测量，还可对同一叶片在不同生长季的生长变化跟综观测。测量项目丰富，可选择性获取叶片面积、周长、长度、平均宽度与最大宽度等参数。对于形状复杂的叶片也同样能够快速测量，且在测量中能够尽可能地避免人为因素干扰。本装置对于科学研究具有十分实用的价值，为农业、气象、林业的科学研究提供了一种新的数据收集方案，加快了现代化大农业的发展进程，适于推广使用。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1是本实用新型的电路原理框图。[0009]图2是本实用新型长度传感器的电路原理图。
[0010]图3是本实用新型时序控制模块的电路原理图。
【具体实施方式】
[0011]如图1、2、3所示，本实用新型所述的便携式叶面积测量仪，它包括扫描测量单元和与其通讯连接的人机交互单元；所述扫描测量单元包括长度传感器和接触式图像传感器，所述长度传感器的信号输出端通过整形电路模块与第一 ARM处理器的信号输入端电连接，所述接触式图像传感器的信号输出端依次通过放大模块、模拟数字转换模块、时序控制模块与所述第一 ARM处理器的信号输入端电连接；第一 ARM处理器通过串行通讯接口与所述人机交互单元的第二 ARM处理器通讯连接，所述第二 ARM处理器的信号输出端与显示器模块的信号输入端电连接，第二 ARM处理器的信号输入端与键盘模块的信号输出端电连接。
[0012]其工作原理为:扫描测量单元中的长度传感器通过其整形电路模块提供叶片的纵向量化数据并由第一ARM处理器完成长度的计算，叶片每前进I个量化单位长度，触发一次接触式图像传感器扫描。接触式图像传感器提供叶片的横向量化数据，接触式图像传感器输出的模拟信号经过放大模块、模拟数字转换模块完成对其的采样，采样结果送入时序控制模块，完成本次扫描的数字处理，经第一 ARM处理器计算得出本次测量的叶片宽度。两次测量结果相结合，就求得本次测量的面积。整个叶片扫描完成后，累加得出该叶片的测量数据。
[0013]完成了扫描测量后，通过显示器模块的显示与人机交互部分看到测量数据。第二ARM处理器和第一 ARM处理器通过其内置的串行通信接口进行数据交换，同时将必要的信息显示在显示器模块上；还可以通过第二 ARM处理器内置的串行通信接口连接到上位机或通过键盘模块对其作进一步的处理，各个传感器和模块的供电通过可充电锂电池完成。
【权利要求】
1.一种便携式叶面积测量仪，其特征在于:它包括扫描测量单元和与其通讯连接的人机交互单元；所述扫描测量单元包括长度传感器和接触式图像传感器，所述长度传感器的信号输出端通过整形电路模块与第一 ARM处理器的信号输入端电连接，所述接触式图像传感器的信号输出端依次通过放大模块、模拟数字转换模块、时序控制模块与所述第一 ARM处理器的信号输入端电连接；第一 ARM处理器通过串行通讯接口与所述人机交互单元的第二 ARM处理器通讯连接，所述第二 ARM处理器的信号输出端与显示器模块的信号输入端电连接，第二 ARM处理器的信号输入端与键盘模块的信号输出端电连接。
【文档编号】G01B21/28GK203405200SQ201320467745
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年8月2日 优先权日:2013年8月2日
【发明者】张广周, 余国河, 薛龙琴, 冶金, 陈海波, 曹淑超, 李颖, 师丽魁, 陈忠民, 李鹏 申请人:河南省气象科学研究所