基于labview的电容式植物水分检测仪的软件设计.doc
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基于labview的电容式植物水分检测仪的软件设计,基于labview的电容式植物水分检测仪的软件设计software design of capacitive plant water detector based on labview15300字 37页摘 要水分是植物生命活动中不可缺少的。农田缺水会导致作物产量和土地生产力的下降，水资源的缺乏是遏制农业发展的重要因素...
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基于LabVIEW的电容式植物水分检测仪的软件设计
Software Design of Capacitive Plant water detector based on LabVIEW
15300字 37页
摘 要
水分是植物生命活动中不可缺少的。农田缺水会导致作物产量和土地生产力的下降，水资源的缺乏是遏制农业发展的重要因素。我国农业生产过程中，普遍采用监测土壤湿度来间接监测植物的含水情况，由于这种监测技术存在一定的滞后性，容易造成灌溉利用的不合理和水资源浪费。一些发达国家采用直接监测植物体的含水情况来指导精量灌溉，可以达到节水 35％、增产 40％的效果。因此，准确判断作物水份亏缺程度可以指导合理灌溉，促进精细农业发展。
本课题所研究的植物水分检测仪可以用来准确判断植物体内水份亏缺程度，从而为确定合理的灌溉时间和灌水量做参考，实现发展节水农业，提高水资源的利用率的目的。本文基于虚拟仪器的基本结构及信号处理的概念，设计了电容式植物水份分析仪的信号处理系统。并能对植物电信号进行时域分析以及频谱分析，同时对相关数据进行线性拟合，从而找出植物叶片水分与电信号的内在联系。课题研究表明，植物体内水分的含量越高，电信号就越强。测量所得的电压和植物体内的水分含近似于线性关系。
关键词：虚拟仪器 时域分析 频谱分析 线性拟合
Abstract
Water is the plant life activities indispensable. Farm water shortages will lead to a decline in crop yields and land productivity , lack of water is an important factor to curb agricultural development. China's agricultural production process, commonly used to monitor soil moisture to water the plants for indirect monitoring , because of this monitoring technology exists a certain lag , likely to cause unreasonable use of irrigation and water waste. Some developed countries using direct monitoring of plant water situation to guide precision irrigation , water conservation can be achieved by 35% , an increase of 40% of the effect. Therefore , to accurately determine the extent of crop water deficit can guide rational irrigation , promote the development of precision agriculture .
The topics studied plant water detector can be used to accurately determine the extent of plant water deficit in vivo, and thus a reference to determine the reasonable amount of irrigation time and irrigation, water-saving agriculture to achieve development, the purpose of improving the utilization of water resources. In this paper, the concept of basic structure and signal processing based on virtual instrument is designed capacitive plant moisture analyzer signal processing systems. And can be time-domain analysis of plant electrical signal and spectrum analysis, and linear fit to the data, in order to identify the intrinsic link leaf moisture and electrical signals. Research shows that the higher the moisture content in plants, the stronger signals. Moisture measurement voltage and the resulting plants containing approximately linear relationship.
Keywords：Virtual Instrument Analysis in time domain Spectrum Analysis Linear fit
目 录
第一章 绪论 1
1.1 研究目的和意义 1
1.2 国内外技术现状及发展趋势 2
1.3 虚拟仪器的优势 4
1.4 本设计主要内容和章节结构安排 5
1.5 小结 5
第二章 实验平台构建 6
2.1 LabVIEW的基本概述 6
2.2 G语言简介 7
2.3 LabVIEW 模块分析 7
2.3.1 工具选板 8
2.3.2 控件选板 8
2.3.3 函数选板 9
2.4 数据采集 10
2.4.1 声卡的作用 10
2.4.2声卡的硬件结构 11
2.4.3声卡的主要技术参数 12
2.5 小结 13
第三章 系统的总体设计 14
3.1 系统的主要功能 14
3.2系统总体框架 14
3.3系统总体结构 15
3.4 小结 16
第四章 系统功能与实现 17
4.1 信号采集模块 17
4.2滤波器 19
4.3 频谱分析模块 20
4.4 时域参数测量 23
4.5 曲线拟合 24
4.6 小结 25
第五章 系统调试与实验 26
5.1 采集到的信号波形显示 26
5.2 滤波后的信号显示 26
5.3 频谱分析 27
5.4 数据拟合 28
5.5 小结 29
第六章 总结与展望 30
致谢 31
参考文献 32
Software Design of Capacitive Plant water detector based on LabVIEW
15300字 37页
摘 要
水分是植物生命活动中不可缺少的。农田缺水会导致作物产量和土地生产力的下降，水资源的缺乏是遏制农业发展的重要因素。我国农业生产过程中，普遍采用监测土壤湿度来间接监测植物的含水情况，由于这种监测技术存在一定的滞后性，容易造成灌溉利用的不合理和水资源浪费。一些发达国家采用直接监测植物体的含水情况来指导精量灌溉，可以达到节水 35％、增产 40％的效果。因此，准确判断作物水份亏缺程度可以指导合理灌溉，促进精细农业发展。
本课题所研究的植物水分检测仪可以用来准确判断植物体内水份亏缺程度，从而为确定合理的灌溉时间和灌水量做参考，实现发展节水农业，提高水资源的利用率的目的。本文基于虚拟仪器的基本结构及信号处理的概念，设计了电容式植物水份分析仪的信号处理系统。并能对植物电信号进行时域分析以及频谱分析，同时对相关数据进行线性拟合，从而找出植物叶片水分与电信号的内在联系。课题研究表明，植物体内水分的含量越高，电信号就越强。测量所得的电压和植物体内的水分含近似于线性关系。
关键词：虚拟仪器 时域分析 频谱分析 线性拟合
Abstract
Water is the plant life activities indispensable. Farm water shortages will lead to a decline in crop yields and land productivity , lack of water is an important factor to curb agricultural development. China's agricultural production process, commonly used to monitor soil moisture to water the plants for indirect monitoring , because of this monitoring technology exists a certain lag , likely to cause unreasonable use of irrigation and water waste. Some developed countries using direct monitoring of plant water situation to guide precision irrigation , water conservation can be achieved by 35% , an increase of 40% of the effect. Therefore , to accurately determine the extent of crop water deficit can guide rational irrigation , promote the development of precision agriculture .
The topics studied plant water detector can be used to accurately determine the extent of plant water deficit in vivo, and thus a reference to determine the reasonable amount of irrigation time and irrigation, water-saving agriculture to achieve development, the purpose of improving the utilization of water resources. In this paper, the concept of basic structure and signal processing based on virtual instrument is designed capacitive plant moisture analyzer signal processing systems. And can be time-domain analysis of plant electrical signal and spectrum analysis, and linear fit to the data, in order to identify the intrinsic link leaf moisture and electrical signals. Research shows that the higher the moisture content in plants, the stronger signals. Moisture measurement voltage and the resulting plants containing approximately linear relationship.
Keywords：Virtual Instrument Analysis in time domain Spectrum Analysis Linear fit
目 录
第一章 绪论 1
1.1 研究目的和意义 1
1.2 国内外技术现状及发展趋势 2
1.3 虚拟仪器的优势 4
1.4 本设计主要内容和章节结构安排 5
1.5 小结 5
第二章 实验平台构建 6
2.1 LabVIEW的基本概述 6
2.2 G语言简介 7
2.3 LabVIEW 模块分析 7
2.3.1 工具选板 8
2.3.2 控件选板 8
2.3.3 函数选板 9
2.4 数据采集 10
2.4.1 声卡的作用 10
2.4.2声卡的硬件结构 11
2.4.3声卡的主要技术参数 12
2.5 小结 13
第三章 系统的总体设计 14
3.1 系统的主要功能 14
3.2系统总体框架 14
3.3系统总体结构 15
3.4 小结 16
第四章 系统功能与实现 17
4.1 信号采集模块 17
4.2滤波器 19
4.3 频谱分析模块 20
4.4 时域参数测量 23
4.5 曲线拟合 24
4.6 小结 25
第五章 系统调试与实验 26
5.1 采集到的信号波形显示 26
5.2 滤波后的信号显示 26
5.3 频谱分析 27
5.4 数据拟合 28
5.5 小结 29
第六章 总结与展望 30
致谢 31
参考文献 32
