植物水胁迫及其电信号监测系统的研究

摘要

干旱对农作物造成的损失在所有非生物胁迫中占首位,该论文从生物电子技术的角度,研究植物在水胁迫(即缺水)时,其表面不同部位电位的变化,并以此作为人与植物对话的依据,为实现作物用水的视情灌溉做一些前期工作.该论文从以下几个方面实现系统要求:1.实验角度摸索出适合测量植物电信号的放大电路-微弱信号放大电路,选择了测量植物表面电位信号的传感电极材料及形状.2.建立了植物水分情况变化时电信号监测系统,整个系统由测量放大电路、A/D转换电路、单片机、MAX232、计算机组成.3.用C-51语言实现单片机数据采集、报警、键盘显示.用基于Windows环境下的VB6.0语言通过RS232实现单片机与PC机的通信,并用VB语言访问数据库,对采集的数据进行分析、监测及打印图表.4.由于植物电信号属于微弱电信号,很容易受到干扰,该论文从硬件电路的设计和软件编程两个角度来消除干扰,取得了一定的效果.该文在解决目前植物电信号的测量方法中所遇到的实际问题方面作了一些有益的尝试,设计并制作了植物电信号监测系统,初步摸索出植物水胁迫与其他信号之间的关系(用曲线表示).对抗干扰的问题也做了一定的研究,但因该文所涉及内容为植物生理学与电子技术两学科的交叉领域,植物各个生理因子与电信号之间的作用机制具有复杂性,单从某个方面研究还远远不够,该文只是对植物电信号的测量方法和测量手段做一个初步探索,以期对以后的工作提供一个参考依据和新的思路.

目录

文摘

英文文摘

1前言

1.1研究的目的及意义

1.2国内外研究概况及发展趋势

1.2.1国外研究动态

1.2.2国内植物水胁迫及植物电信号研究现状动态

1.2.3发展趋势

1.3系统的测试原理

1.4本论文完成的主要工作

2系统的硬件组成

2.1系统的总体设计

2.2系统各部分模块的功能

2.3电源系统及参数选择

2.3.1电源电路

2.3.2电源参数选择

2.4屏蔽罩及传感器的选择

2.4.1屏蔽罩

2.4.2传感器的选择

2.5测量放大电路的选择

2.5.1方案论证与比较

2.6 TLC2543与AT89C52单片机接口电路

2.7按键与显示电路

2.7.1键盘电路

2.7.2显示电路

2.8复位电路

2.9报警电路

2.10单片机与PC机(上位机)的串口通信

2.10.1串口通信电路

2.10.2串口通信协议

3系统的软件实现

3.1单片机软件设计概述

3.1.1系统的软件结构

3.1.2数据的采集和处理

3.1.3串行口中断处理

3.1.4串行口数据发送

3.1.5键盘显示子程序

3.1.6复位子程序

3.2上位机软件设计

3.2.1 PC机对外通信

3.2.2控制界面的完成

4系统干扰

4.1硬件电路的干扰

4.2软件抗干扰措施

5实验过程和实验结果

5.1实验材料和实验方法

5.2实验方法和实验设备

5.3实验结果

5.3实验结果的误码差分析

6结论

参考文献

附录1植物电信号监测系统原理图

附录2 C-51源程序片段

附录3PC机VB语言程序片段

附录4 VB通信界面

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢

作者简介