果树长势光学探测仪设计与开发

摘要

实时监测果树的长势状况可指导果园精细化管理,本文基于光谱检测技术及无线传感器网络(WSN)技术设计了一套果树长势探测仪.该装置由控制单元和测量单元构成.控制单元是一台内嵌了无线模块的PDA,作为无线网络的协调器,PDA负责接收、处理及显示光谱数据.测量单元由多个光谱检测传感器节点组成,作为网络的终端节点,被固定安装在支架上,以实现定点测量,并通过Zigbee网络将数据无线传输给控制器.每个传感器节点可以在4个波段上测量果树的光谱数据,分别是绿色植物可见光主要反射峰550nm,可见光主要吸收波段650nm和2个近红外波段766nm、850nm.标定试验显示传感器的光学单元工作稳定,具有较高的精度.性能测试结果表明Zigbee无线通信稳定,满足野外测量的要求.以冬枣为对象开展了果树长势探测仪应用试验,冬枣树冠层氮素含量检测R2为0.6386,表明该探测仪可为果树长势检测提供支持。