稻瘟病预警系统设计

摘要

水稻是世界上主要粮食作物之一，在我国有极其重要的地位，稻瘟病是危害水稻的重要病害，在国内外经常发生，如果不能及时采取防治措施，会引起水稻大量减产，甚至绝产的危害。稻瘟病是由灰梨真菌孢子和稻梨真菌孢子引起的病害，主要发生在夏季时期。这种孢子的萌发、产生是由于长期阴天下雨、大水灌溉、气候适宜、光照不足等，并借助风雨进行传播，为了预警稻瘟病的发生和传播，对引起稻瘟病发病的环境检测以及孢子数量的检测是预防稻瘟病的有效手段。
　　随着稻瘟病研究的深入和电子技术飞速的发展，田间孢子捕捉器逐渐产生，通过捕捉器收集孢子，可以知道空气中孢子的数量，从而了解稻瘟病的发病状况，进而可以预防稻瘟病传播。对于田间的孢子的采集计数，大多数情况是在田间收集孢子并把样本带到实验室，由人工放到显微镜下进行计数、分析，这种方法虽然实现了检测功能，但是对于一个农业大国而言，农田广阔，涉及地域多，这种方法效率低，采集的区域和研究的力度无法满足现在的需求。
　　基于现状，本人参与了田间稻瘟病预警系统的设计，主要负责低层硬件的设计，参与设计了孢子采集器，包括孢子捕捉器、旋转台、升降台和LED灯等模块，完成了孢子计数的前期工作；又设计了环境检测系统，使用数字量和模拟量传感器检测当前的环境因子。对于稻瘟病孢子的采集，本课题设计了固定式孢子捕捉器，把空气中的孢子吸附到载玻片上，通过下位机发送指令控制旋转台旋转，把载有孢子的玻片转到CCD相机下，通过电控调焦把LED灯亮度和物镜高度调到合适的范围，并用CCD相机拍照成像，然后传到上位机中通过LabVIEW进行图像处理，获取孢子数量。另一方面，STM32控制器采集温度、湿度、光照、风速和风向等环境信息，通过分析环境因素与孢子数量的关系，分析稻瘟病发病概率，建立起促病指数和预警等级模型并进行预警。使用串口发送环境信息到PC机中，进一步研究环境因素对稻瘟病孢子产生、传播的影响，从而更准确的研究稻瘟病发病情况。通过下位机系统的设计，已经实现了孢子捕捉器的控制和环境信息的检测，并通过无线传输模块把预警信息发送出去。

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第1章 绪论

1.1 稻瘟病预警课题研究的背景和意义

1.2 国内外稻瘟病预警研究现状

1.3 稻瘟病预警系统研究的主要内容

1.4 论文的结构安排

第2章 稻瘟病预警系统整体设计方案

2.1 稻瘟病预警原理

2.2 稻瘟病预警系统的设计方案

2.3 稻瘟病预警模型的建立

第3章 稻瘟病预警系统硬件电路设计

3.1 主控制器需求设计

3.2 孢子数粒仪设计

3.3 稻瘟病预警系统的环境检测电路设计

3.4 数据存储模块的选用

3.5 液晶显示模块的选用

3.6 短信预警模块的选用

第4章 稻瘟病预警系统软件设计

4.1 稻瘟病预警系统软件设计概述

4.2 孢子采集程序设计

4.3 环境检测程序设计

4.4 存储、显示程序设计

4.5 GSM预警软件设计

第5章 系统搭建与测试

5.1 系统搭建

5.2 系统测试

第6章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

附录 A

附录 B

参考文献

在读期间发表的学术论文及研究成果

致谢