植物叶片含水量检测系统的设计 - Esfunc.pdf

学校代码：10225 学 号：S10273 学 位 论 文 植物叶片含水量检测系统的设计 冯睿 指导教师姓名： 刘九庆 教授 东北林业大学 申请学位级别： 硕 士 学 科 专 业 ： 农业机械化工程 论文提交日期： 2010 年4 月 论文答辩日期： 2010 年6 月 授予学位单位： 东北林业大学 授予学位日期： 答辩委员会主席： 论 文 评 阅 人： University Code ：10225 Register Code ： S10273 Dissertation for the Degree of Master Design of Detection System of Moisture Content in Plant Leaves Candidate: Feng Rui Supervisor: Liu Jiuqing Associate Supervisor: Academic Degree Applied for: Master Agricultural Mechanization Speciality: Engineering Date of Oral Examination: June,2010 University: Northeast Forestry University 摘要 摘要 针对水资源缺乏与农业灌溉水浪费现象严重的问题，并为适应精量灌溉的趋势。本 文提出：以植物叶片本身含水量作为一个参考指标，组成新型植物含水量检测系统。本 论文对植物含水量检测系统的分析大体可分为三部分： 首先，本论文介绍了微波测湿技术的原理，选择微波谐振腔法测量植物叶片含水 量。详细论述了选择植物叶片为测量对象的原因，分析植物叶片含水量与谐振腔参数的 关系；提出谐振腔参数测量的实验方法。 其次，本论文选取北方常见的丁香叶片作为实验对象，通过实验测得了正常成熟丁 香叶片的介电常数；对矩形波导谐振腔的腔体参数进行设计，利用有限元分析软件 HFSS进行优化分析，得到介电常数与S11参数、谐振频率、品质因数的关系，并对仿真 结果加以分析。 最后，分析了微波电路部分，并阐述了各个微波器件的功能；对检波后的电信号进 行了放大、整流、滤波部分处理；对单片机系统进行了设计。 本论文利用微波法测量植物叶片含水量，具有可靠性好，抗干扰能力强，不易受到 叶片颜色的影响等特点，因此在植物领域微波法有广阔的前景。 关键词 植物叶片；微波技术；含水量检测；HFSS仿真；单片机 - I - Abstract