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水稻育种多路巡检测控系统的研究

陈亮甫  
【摘要】:近年来,随着我国人口数量的不断增加,人均耕地面积的不断减少,粮食的紧缺问题已经逐步成为我国农业可持续发展的重大障碍。在我国的众多粮食作物中,水稻是最主要的作物之一,我国约有2/3的人口以稻米为主食。能否进行大规模水稻种植生产是解决这一问题的关键所在,而进行大规模水稻种植生产的关键则是水稻育种的好坏。目前我国所采用的传统的水稻育种控制方法,都不能很好的控制水稻在浸种催芽时的温度,很难保证水稻种子的出芽率,严重时还会出现烧种、烂种等问题,容易给农业生产带来损失,难以满足现代化大规模水稻种植生产的需要。 本文在分析了国内外相关技术研究现状之后,采用多级分布式结构的设计思想,设计了一种新型的水稻育种多路巡检测控系统,弥补了以往水稻在浸种催芽过程中温度难以控制或精度不高的缺点,缩短了育种周期,提高了水稻种子的发芽率。本设计主要由多个温度采集端、数据上传端和上位机监控端三部分组成。与其它水稻育种测控装置相比,本设计的特点是:在温度采集端和数据上传端的数据通信中,引入了无线通信技术,解决了复杂的现场连线问题,缩短了现场安装和调试时间;在上位机监控端,采用VB编程,实现了可视化的人机交互界面,能够将数据存入数据库,以表格形式显示数据,并绘出温度随时间变化的曲线;将多传感器信息融合技术应用于水稻育种中的测量数据融合,提高了测控系统的检测精度。 本文以P89LPC938单片机为核心,完成了系统的硬件设计及软件设计。其中,硬件包括温度采集电路、输出控制和自动报警电路、显示电路、无线通信电路及串口通信电路;软件设计主要包括微控制器端主程序、温度采集程序、输出控制报警程序、无线通信及串口通信程序设计和上位机的数据库设计、登录界面设计、主界面设计及包括数据表格显示、曲线显示等各部分功能的实现。 在研究多传感器信息融合技术的基础上,提出了水稻育种控制中的多传感器信息融合结构,采用分布图法对采集到的温度数据进行一致性检验,剔除了疏失误差;通过对自适应加权融合原理的研究,将该方法应用于水稻育种控制中,进行仿真实验和实际的数据融合实验。结果表明:采用自适应加权算法对检测到的数据进行融合,能够有效的去除温度传感器在水稻浸种催芽过程中测量数据的误差,提高测控系统的检测精度。


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