基于Arduino的植物叶片叶绿素含量光学检测仪器的研制（电力论文资料）.docVIP

基于Arduino的植物叶片叶绿素含量光学检测仪器的研制（电力论文资料） 目录 TOC \o 1-9 \h \z \u 目录 1 正文 1 文1：基于Arduino的植物叶片叶绿素含量光学检测仪器的研制 1 1 测量机理 2 2 测量系统搭建 4 3 仪器标定 4 4 结论 5 文2：基于Arduino的语音报警系统 5 一、硬件设计 6 二、软件设计 7 (9600) 7 三、系统控制方法： 8 四、结语 8 参考文摘引言： 9 原创性声明（模板） 10 文章致谢（模板） 10 正文 基于Arduino的植物叶片叶绿素含量光学检测仪器的研制（电力论文资料） 文1：基于Arduino的植物叶片叶绿素含量光学检测仪器的研制 植物是陆地生态系统的基本组成成分，约占地球陆地表面的70%，是人类及一切生命的摇篮。叶片作为植物机体的最重要组成部分，它不仅是光合作用的主要场所，而且在果实成熟过程中充当了重要的角色。绿色植物的各项生理活动中，光合作用是最主要的生理活动之一，它将光能变成电能—电能变成活跃的化学能——活跃的化学能变成稳定的化学能，光合作用过程中，叶绿素起着至关重要的作用[1]。叶绿素是人们研究的最早也是目前做的最多的叶片生化参数之一，作为叶片的主要吸收光能的物质，也是氮元素的主要体现物质之一。叶片叶绿素含量也反映了植物对营养元素的需要当植物受到环境胁迫或者是在衰老的过程中叶片中叶绿素含量会比其他色素更快的下降。可以说，其含量准确快速的检测对植物的光合效率、发育阶段、营养状态的判断具有重要的意义。叶片叶绿素含量的变化对理解植物生长状态，环境变化具有重要的指示作用，在指导农业生产、监测农作物长势和估产、分析农田水肥状况以及植物精细分类等诸多方面也具有重要意义[2，3] 本文针对这种需要研制了一种基于Arduino的叶绿素含量光学检测仪器，实现了对植物叶片叶绿素含量的无损、快速检测。 1 测量机理 传统方法 传统方法获取叶片叶绿素含量大都采用外观诊断和化学分析法。外观诊断法的优点是直观、简单、方便，在农业生产中普遍应用。但是这种方法是事后性的，起不到主动预防的作用；且由于此种诊断仅凭经验判断，处于定性或半定量阶段；这种外观症状又易与物理损伤相混淆，所以在实际应用中有很大的局限性和延后性[4]。化学分析法是获得植物生化组分信息最准确、可靠的方法，在实验室里这种方法是非常有效的，也是其他研究植物生化组分方法的技术参数依据。但是这种分析方法是破坏性的，从样本的采集、烘干、称重、研磨直到使用都使有潜在危害性的药品进行测试，需要耗费大量的时间、人力、物力和财力，结果也不具有实时性。而且实验室化学分析需要有经验的专业分析人员和大量的分析试剂与设备，在很多情况下不具备这些条件，特别是发展中国家，因此在农业实际生产中这种方法是不可行的。 光学检测方法 叶绿素检测仪是根据叶绿体色素提取液对可见光谱的吸收，利用分光光度计在某一特定波长测定其吸光度，即可用公式计算出提取液中各色素的含量。根据朗伯——比尔定律，某有色溶液的吸光度A与其中溶质浓度C和液层厚度L成正比，即： A=αCL （1） 式中：α比例常数。当溶液浓度以百分浓度为单位，液层厚度为1 cm时，α为该物质的吸光系数。各种有色物质溶液在不同波长下的吸光系数可通过测定已知浓度的纯物质在不同波长下的吸光度而求得。如果溶液中有数种吸光物质，则此混合液在某一波长下的总吸光度等于各组分在相应波长下吸光度的总和。这就是吸光度的加和性[5]。欲测定叶绿体色素混合提取液中叶绿素a、b和类胡萝卜素的含量，只需测定该提取液在三个特定波长下的吸光度A，并根据叶绿素a、b及类胡萝卜素在该波长下的吸光系数即可求出其浓度。在测定叶绿素a、b时为了排除类胡萝卜素的干扰，所用单色光的波长选择叶绿素在红光区的最大吸收峰。 叶绿素仪 叶绿素检测仪简称为叶绿素含量仪或者叶绿素测量仪，是通过测定spad值来显示植物绿色程度的仪器。SPAD502叶绿素含量仪是叶绿素测量仪中最高端的仪器，它通过测定SPAD值，相关的实验证明SPAD值与叶绿素含量成正比关系，因而SPAD值代表叶绿素含量。但该仪器主要依赖进口，加个偏高。 2 测量系统搭建 Arduino开发板 Arduino是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台，包含硬件（各种型号的Ardunio板）和软件（Arduino IDE）。Arduino，是一个基于开放原始码的软硬体平台，构建于开放原始码simple I/O介面版，并且具有使用类似Java，C语言的Processing/Wiring开发环境。 系统实现 该仪器主要由单色光源、光电探测器、光源驱动电路、信号调理电路和微控制系统等部分组