專利名稱：便攜式植物葉面積測量儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于植物生長情況無損智能采集及測量儀器，主要涉及一種植物葉面積測量儀器。
背景技術(shù)：
葉面積是一些作物栽培和育種實踐中常用的指標(biāo)，葉片的總面積也 是農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)的評價指標(biāo)，葉面積的大小是造林經(jīng)營、理想株型選育和造林密度的重要研究內(nèi)容，測定害蟲食葉面積也是研究害蟲危害損失、經(jīng)濟(jì)閾值的重要內(nèi)容?？梢娍焖?、準(zhǔn)確的測量葉面積非常重要。目前，常用的葉面積測定方法有網(wǎng)格交叉法、葉面積儀法、復(fù)印稱重法、掃描儀法、回歸方程法等。這些方法各有利弊，如網(wǎng)格交叉法比較準(zhǔn)確，但需要消耗大量的時間；葉面積儀器法雖然具有快速的特點(diǎn)，但儀器昂貴且測量結(jié)果具有較大的波動性；稱重復(fù)印法則受紙張和復(fù)印機(jī)的影響較大；掃描儀測量葉面積時，需將葉片摘下來，且不適于室外作業(yè)。上述測定方法在生產(chǎn)應(yīng)用時通常與直尺法結(jié)合使用，且使用直尺法時需要乘以一個校正系數(shù)，而校正系數(shù)受作物的品種、葉齡和環(huán)境等因素的影響較大，適用范圍較窄；回歸方程法即通過測葉寬和葉長預(yù)測出葉面積；另外還可以通過計算圖像中葉片的象素數(shù)求出葉片的面積，但是這種方法在測量葉片面積時需要在嚴(yán)格的物距下進(jìn)行葉片的采樣，以保證每個象素點(diǎn)代表的真實面積不變，而且要求光學(xué)器件的線性度較高，鏡頭的焦距不可變，可見用此方法來實現(xiàn)葉面積計算需要的要求較高。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的就是針對上述已有技術(shù)存在的問題，研究一種便攜式植物葉面積測量儀，達(dá)到實現(xiàn)葉片圖像的葉面積、周長和長短軸等幾何特征量準(zhǔn)確自動測量，為后續(xù)病害智能研究手段提供前期技術(shù)保障、保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者利益的目的。本實用新型的基本設(shè)計是，本裝置由微處理器、圖像傳感器、動態(tài)存儲器、海量存儲器、LCD觸摸屏組成，在所述的海量存儲器內(nèi)配裝微處理器引導(dǎo)程序模塊、圖像卡控制模塊、圖像預(yù)處理模塊、葉面積計算模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊；裝置的各部分接口信號連接如下微處理器的GPIO模擬SCCB總線協(xié)議控制圖像傳感器的功能寄存器，微處理器3個中斷引腳引入圖像傳感器的圖像輸出同步信號VSYNC，HSYNC，PCLK，圖像傳感器的YUV通道輸出的16位并行數(shù)據(jù)通過微處理器的16個I/O 口接入；動態(tài)存儲器有2片，通過位擴(kuò)展方式實現(xiàn)與微處理器的連接，其中一片的數(shù)據(jù)引腳D0-D15與微處理器的低16位數(shù)據(jù)線相連，另一片的數(shù)據(jù)引腳D0-D15與微處理器的高16位數(shù)據(jù)線相連，地址線引腳A0-A12及片選信號引腳CS相互連在一起，并與微處理器的引腳nSCSO連接，nWE、nRAS、nCAS分別與微處理器的對應(yīng)引腳LnWE、nSRAS、nSCAS相連；海量存儲器的ALE和CLE端分別接微處理器的ALE和CLE端，8位的I/O 7-0與微處理器低8位數(shù)據(jù)總線相連，/WE, /RE，/CE分別與微處理器的nFWE，nFRE，nFCE相連，R/B與R/nB相連；[0008]IXD觸摸屏由微處理器的IXD接口控制，微處理器的C端口設(shè)置為IXD控制，IXD數(shù)據(jù)線VD[0]-VD[7]由C端口控制，VD[8]-VD[23]由D端口控制，IXD控制寄存器設(shè)置為16BPP TET模式，IXDC0N5設(shè)置為5:6:5格式，設(shè)置RGB格式為5:6:5格式，此信號通過圖像傳感器傳輸。本實用新型應(yīng)用圖像處理法計算葉片參數(shù)(面積、長度和寬度)。在嵌入式微處理器的控制下，通過圖像傳感器采集葉片圖像并存儲到存儲器中，微處理器對圖像進(jìn)行圖像預(yù)處理和圖像分割，最后根據(jù)像素多少計算葉片參數(shù)。該儀器能夠及時地為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者提供植物葉面的生長信息，加快了現(xiàn)代化大農(nóng)業(yè)的發(fā)展進(jìn)程，具有便于攜帶、結(jié)構(gòu)精巧、使用方便、實時性強(qiáng)的特點(diǎn)。

附圖是便攜式植物葉面積測量儀結(jié)構(gòu)示意圖。圖中件號說明I、微處理器、2、圖像傳感器、3、動態(tài)存儲器、4、海量存儲器、5、IXD觸摸屏。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型最佳實施方案進(jìn)行詳細(xì)描述。便攜式植物葉面積測量儀，本裝置由微處理器I、圖像傳感器2、動態(tài)存儲器3、海量存儲器4、IXD觸摸屏5組成，在所述的海量存儲器4內(nèi)配裝微處理器引導(dǎo)程序模塊、圖像卡控制模塊、圖像預(yù)處理模塊、葉面積計算模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊；裝置的各部分接口信號連接如下微處理器I的GPIO模擬SCCB總線協(xié)議控制圖像傳感器2的功能寄存器，微處理器13個中斷引腳引入圖像傳感器2的圖像輸出同步信號VSYNC，HSYNC, PCLK,圖像傳感器2的YUV通道輸出的16位并行數(shù)據(jù)通過微處理器I的16個I/O 口接入；動態(tài)存儲器3有2片，通過位擴(kuò)展方式實現(xiàn)與微處理器I的連接，其中一片的數(shù)據(jù)引腳D0-D15與微處理器I的低16位數(shù)據(jù)線相連，另一片的數(shù)據(jù)引腳D0-D15與微處理器I的高16位數(shù)據(jù)線相連，地址線引腳A0-A12及片選信號引腳CS相互連在一起，并與微處理器I的引腳nSCSO連接，nWE、nRAS、nCAS分別與微處理器I的對應(yīng)引腳LnWE、nSRAS、nSCAS相連；海量存儲器4的ALE和CLE端分別接微處理器I的ALE和CLE端，8位的I/O 7-0與微處理器I低8位數(shù)據(jù)總線相連，/WE，/RE,/CE分別與微處理器I的nFWE，nFRE，nFCE相連，R/B與R/nB相連；IXD觸摸屏5由微處理器I的IXD接口控制，微處理器I的C端口設(shè)置為IXD控制，LCD數(shù)據(jù)線VD-VD [7]由C端口控制，VD [8]-VD [23]由D端口控制，LCD控制寄存器設(shè)置為16BPP TET模式，IXDC0N5設(shè)置為5:6:5格式，設(shè)置RGB格式為5:6:5格式，此信號通過圖像傳感器2傳輸。本設(shè)備的微處理器I芯片是整個系統(tǒng)的控制中心，它監(jiān)控各個功能模塊的啟動和運(yùn)行。在微處理器I的控制下，首先通過圖像傳感器2采集植物葉片圖像，保存在海量存儲器4中，然后調(diào)到動態(tài)存儲器3中去或?qū)崟r進(jìn)行處理，采用圖像預(yù)處理模塊實現(xiàn)葉片圖像的去噪和二值化等預(yù)處理工作，然后使用葉面積計算模塊計算其葉面積、周長、長軸及短軸，并 存儲到海量存儲器4中，最后通過USB接口實現(xiàn)葉片圖像及其特征值在計算機(jī)之間的傳輸。
權(quán)利要求1.一種便攜式植物葉面積測量儀，其特征在于本裝置由微處理器(I)、圖像傳感器(2)、動態(tài)存儲器(3)、海量存儲器(4)、LCD觸摸屏(5)組成，在所述的海量存儲器(4)內(nèi)配裝微處理器引導(dǎo)程序模塊、圖像卡控制模塊、圖像預(yù)處理模塊、葉面積計算模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊；裝置的各部分接口信號連接如下 微處理器(I)的GPIO模擬SCCB總線協(xié)議控制圖像傳感器(2)的功能寄存器，微處理器(1)3個中斷引腳引入圖像傳感器⑵的圖像輸出同步信號VSYNC，HSYNC, PCLK，圖像傳感器(2)的YUV通道輸出的16位并行數(shù)據(jù)通過微處理器(I)的16個I/O 口接入； 動態(tài)存儲器(3)有2片，通過位擴(kuò)展方式實現(xiàn)與微處理器(I)的連接，其中一片的數(shù)據(jù)引腳D0-D15與微處理器(I)的低16位數(shù)據(jù)線相連，另一片的數(shù)據(jù)引腳D0-D15與微處理器(I)的高16位數(shù)據(jù)線相連，地址線引腳A0-A12及片選信號引腳CS相互連在一起，并與微處理器(I)的引腳nSCSO連接，nWE、nRAS、nCAS分別與微處理器(I)的對應(yīng)引腳LnWE、nSRAS、nSCAS相連； 海量存儲器⑷的ALE和CLE端分別接微處理器⑴的ALE和CLE端，8位的I/O 7-0與微處理器(I)低8位數(shù)據(jù)總線相連，/WE, /RE，/CE分別與微處理器(I)的nFWE，nFRE，nFCE相連，R/B與R/nB相連； IXD觸摸屏(5)由微處理器⑴的IXD接口控制，微處理器⑴的C端口設(shè)置為IXD控制，LCD數(shù)據(jù)線VD [O]-VD [7]由C端口控制，VD [8]-VD [23]由D端口控制，LCD控制寄存器設(shè)置為16BPPTET模式，IXDC0N5設(shè)置為5:6:5格式，設(shè)置RGB格式為5:6:5格式，此信號通過圖像傳感器⑵傳輸。
專利摘要便攜式植物葉面積測量儀屬于植物生長情況無損智能采集及測量儀器；該儀由微處理器、圖像傳感器、動態(tài)存儲器、海量存儲器及LCD觸摸屏組成，在海量存儲器內(nèi)配裝微處理器引導(dǎo)程序模塊、圖像卡控制模塊、圖像預(yù)處理模塊、葉面積計算模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊；本儀能夠及時地為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者提供植物葉面的生長信息，具有便于攜帶、結(jié)構(gòu)精巧、使用方便、實時性強(qiáng)的特點(diǎn)。
文檔編號G01B21/28GK202420471SQ20122006884
公開日2012年9月5日 申請日期2012年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月21日
發(fā)明者關(guān)海鷗, 左豫虎, 譚峰, 金寶石, 馬曉丹 申請人:黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)