一种植物叶片早期冷害快速检测装备

本技术涉及叶片冷害检测，尤其涉及一种植物叶片早期冷害快速检测装备。

背景技术：

1、植物叶片作为光合作用的主要场所，为植物的生长发育提供能量，直接影响其干物质积累速度及果实产量等，对农作物增产起着关键作用，有很多因素会影响植物叶片的状态，冷害是不为人注意的一种，冷害是发生在0℃以上的环境下，且早期并没有很明显的致病表现。在我国，冷害常发生于早春和晚秋季节，主要危害发生在作物的苗期和籽粒或果实成熟期。低温冷害是指在作物生长发育期间，尽管日最低气温在0℃以上，但出现较长时间的持续低温天气，延缓或阻碍作物生长发育和结实引起减产的农业自然灾害。冷害前期状况并不明显，后期挽救困难，需要检测技术介入。

2、光谱检测技术，具有快速、无损、无需样品前处理等特点，在植物生理状态监测方面发展迅速，其对于植物生长的表达是基于化学计量学方法，若研究的对象或检测的指标发生改变，其检测方法或模型则不再通用，需要随之改变，并且因其成本高昂，操作复杂的特点未能广泛应用，需要一种高效低成本的检测方式和装备，因此针对上述现象，迫切需要设计和生产一种植物叶片早期冷害快速检测装备，以满足实际使用的需要。

技术实现思路

1、本实用新型提供一种植物叶片早期冷害快速检测装备，解决了背景技术中的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本实用新型提供的一种植物叶片早期冷害快速检测装备，包括便携设备，所述便携设备的底部固定安装有握持手柄，所述便携设备的前方设有遮光罩，所述便携设备的尾部设有人机交互模块，所述便携设备的前方设有光源模块，所述光源模块的中部设有反射光检测模块，所述便携设备的内部设有控制模块和通信模块，所述握持手柄的内部还设有锂电池。

3、优选的，所述人机交互模块包括按键和oled显示屏，按键控制设备上电及激活设备开启检测进程，oled显示屏用于显示设备工作状态。

4、优选的，所述光源模块包括环形led阵列及其驱动电路，采用恒流方式驱动各led光源向叶片发射以特征波长为中心波段的检测光。

5、优选的，所述反射光检测模块包括光电传感器，负责检测叶片表面的漫反射光光强，通过光电转换电路将光信号转化为电信号，结合信号调理电路实现电信号的放大和降噪。

6、优选的，所述控制模块包括stm32f103c8t6单片机，负责硬件总体控制，协调其他模块完成检测任务。

7、优选的，所述通信模块包括nb-iot模组及其外围电路构成，将设备采集到的反射光数据通过nb-iot网络上传至运营商服务器。

8、优选的，所述锂电池通过电压基准芯片将电池提供的7.4v电压降至模块工作需要的5v和3.3v工作电压。

9、与相关技术相比较，本实用新型提供的一种植物叶片早期冷害快速检测装备具有如下有益效果：

10、本实用新型提供植物叶片早期冷害快速检测装备，相较于传统高光谱检测，此检测设备使用led光源进行代替，led光源具有体积小、重量轻、响应速度快、波宽窄、寿命长、发光效率高的特点，且价格较低，相比于激光光源，尽管其发射光波段更宽，但其发光角度较大，在适当距离可覆盖叶片表面的部分区域，更适合设备检测需求。

11、本实用新型提供植物叶片早期冷害快速检测装备，携带便捷，使用方便，利用光源模块发射以特征波长为中心波段的检测光，并利用反射光检测模块接收光源反射强度，最后分析光源反射强度与反射光检测电路输出电信号之间的函数关系，实现电光信号转换，对比构建的预测模型，从而实现对植物叶片冷害的快速检测。

技术特征：

1.一种植物叶片早期冷害快速检测装备，包括便携设备(1)，其特征在于：所述便携设备(1)的底部固定安装有握持手柄(4)，所述便携设备(1)的前方设有遮光罩(3)，所述便携设备(1)的尾部设有人机交互模块(2)，所述便携设备(1)的前方设有光源模块(5)，所述光源模块(5)的中部设有反射光检测模块(6)，所述便携设备(1)的内部设有控制模块和通信模块，所述握持手柄(4)的内部还设有锂电池，所述人机交互模块(2)包括按键和oled显示屏，按键控制设备上电及激活设备开启检测进程，oled显示屏用于显示设备工作状态，所述光源模块(5)包括环形led阵列及其驱动电路，采用恒流方式驱动各led光源向叶片发射以特征波长为中心波段的检测光，所述反射光检测模块(6)包括光电传感器，负责检测叶片表面的漫反射光光强，通过光电转换电路将光信号转化为电信号，结合信号调理电路实现电信号的放大和降噪。

2.根据权利要求1所述的一种植物叶片早期冷害快速检测装备，其特征在于，所述控制模块包括stm32f103c8t6单片机，负责硬件总体控制。

3.根据权利要求1所述的一种植物叶片早期冷害快速检测装备，其特征在于，所述通信模块包括nb-iot模组及其外围电路构成，将设备采集到的反射光数据通过nb-iot网络上传至运营商服务器。

4.根据权利要求1所述的一种植物叶片早期冷害快速检测装备，其特征在于，所述锂电池通过电压基准芯片将电池提供的7.4v电压降至模块工作需要的5v和3.3v工作电压。

技术总结
本技术公开了一种植物叶片早期冷害快速检测装备，涉及叶片冷害检测技术领域，包括便携设备，所述便携设备的底部固定安装有握持手柄，所述便携设备的前方设有遮光罩，所述便携设备的尾部设有人机交互模块，所述便携设备的前方设有光源模块，所述光源模块的中部设有反射光检测模块，所述便携设备的内部设有控制模块和通信模块；本技术相较于传统高光谱检测，此检测设备使用LED光源进行代替，LED光源具有体积小、重量轻、响应速度快、波宽窄、寿命长、发光效率高的特点，且价格较低，相比于激光光源，尽管其发射光波段更宽，但其发光角度较大，在适当距离可覆盖叶片表面的部分区域，更适合设备检测需求。

技术研发人员：王勇杰,郑雅斌,王一鸣,邓阳,张纵横,卓振生
受保护的技术使用者：西北农林科技大学
技术研发日：20230310
技术公布日：2024/3/27