[发明专利]基于主动光源的便携式作物生长信息监测仪

权利要求书

1.一种基于主动光源的便携式作物生长信息监测仪，其特征是包括光源系统、光谱信号采集系统和主机系统，其中光源系统的前端连接主机系统，光源系统的后端连接光谱信号采集系统，光谱信号采集系统的后端连接主机系统，主机系统的后端连接光源系统。

2.根据权利要求1所述的基于主动光源的便携式作物生长信息监测仪，其特征是所述光源系统包括光谱信号发生部件和外壳；其中所述光谱信号发送部件由六个发射光管和内部管座构成，六个发射光管分成两组，每三个发射光管一组，每组发射光管与主机系统的编码模块连接；所述内部管座用于固定六个发射光管。

3.根据权利要求1所述的基于主动光源的便携式作物生长信息监测仪，其特征是所述发射光管包括保护玻璃、条形柱面镜和发光二极管队列，并依次排列；其中所述发光二极管队列由若干个中心波长为720nm和810nm发光二极管排列，呈长方形，出射光斑呈条形，光源出射角为45°；所述条形柱面镜长54mm，宽10mm，距离发光二极管队列9mm。

4.根据权利要求1所述的基于主动光源的便携式作物生长信息监测仪，其特征是所述光谱信号采集系统包括光谱信号采集部件和外壳；其中所述光谱信号采集部件由若干个反射光管和管座组成，并嵌入主机系统下方，位于两组发射光管中间位置；所述反射光管等分为两组，每组反射光管与主机上的解码模块连接；所述管座用于固定反射光管。

5.根据权利要求1所述的基于主动光源的便携式作物生长信息监测仪，其特征是所述反射光管包括保护玻璃、特定中心波长窄带干涉滤光片、圆形凸透镜和光电传感器，并依次排列；其中所述滤光片的中心波长为720nm和810nm；所述圆形凸透镜，直径为6mm，焦距为3mm；所述光电传感器位于圆形凸透镜焦平面。

6.根据权利要求1所述的基于主动光源的便携式作物生长信息监测仪，其特征是所述主机系统由外壳、硬件系统和软件系统构成；其中，所述硬件系统由编码模块、光源驱动模块、两波长LED光源、微弱信号放大模块、解码模块、A/D转换模块、单机微处理器模块、外部存储器模块、液晶显示模块、键盘输入模块和电池供电模块组成；且所述编码模块的前端是单机微处理器模块，后端是光源驱动模块；所述解码模块的后端是A/D转换模块，A/D转换模块的后端是微处理器模块；所述外部存储器模块与单机微处理器模块相连；所述显示模块与微处理器模块相连；所述键盘输入模块与微处理器模块相连；所述电池供电模块向整个装置供电。

7.根据权利要求1所述的基于主动光源的便携式作物生长信息监测仪，其特征是所述光源驱动模块后端是光谱信号发送部件中的发光二极管，所述解码模块的前端是光谱采集部件中的光电传感器。

8.根据权利要求6所述的基于主动光源的便携式作物生长信息监测仪，其特征在于：光源系统由特定波长发光二极管阵列、聚光柱面镜和保护玻璃构成； 特定波长发光二极管经聚光柱面镜聚光，使出射光线成条形照射在作物冠层叶片上，保护玻璃用于保护光源系统免受物理和化学损坏。

9.根据权利要求6所述的基于主动光源的便携式作物生长信息监测仪，其特征在于：所述光谱信号采集系统由保护玻璃、窄带干涉滤光片、圆形聚光透镜和光电传感器组成；作物冠层叶片吸收和散射之后的反射光通过滤光片去除其他波段的干扰光，聚光透镜提高探测器接收的光照强度，光电探测器的光谱响应范围在400nm～1100nm，保护玻璃用于保护光源系统免受物理和化学损坏。

10.根据权利要求6所述的基于主动光源的便携式作物生长信息监测仪，其特征在于：所述外部设备由外部存储器模块、键盘输入模块、液晶显示模块和电池供电模块组成；外部存储器用于存储监测的作物冠层光谱反射率，键盘输入模块用与液晶显示模块构成人性化的人机交互界面，电池供电模块向整个装置供电。