[实用新型]一种车载式植物NDVI值检测装置和系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种植物光谱指数检测装置和系统，特别涉及一种适用于植物生长期间快速检测叶片NDVI值的装置和系统，属于生物信息检测技术领域。

背景技术

NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)归一化植被指数，又称标准化植被指数，它是反映农作物长势和营养信息的重要参数之一。植物叶绿素发生光合作用时，吸收红光较多，因此长势越好的植被吸收红光越多，反射近红外光也越多。而归一化植被差异指数NDVI定义为(NIR-R)/(NIR+R)。NIR为某红外光特征波长处的植被反射率，R为某红光特征波长处植被的反射率。因此NDVI值越大，植物长势越好。

光谱传感器通过利用不同波段光测量被测物的反射、辐射光谱值，从而分析获取被测物的相关特征信息。由于光谱传感器具有无破坏性、信息获取方便、实时性高等优点，被广泛应用于作物生长指数检测。例如，日本Konica Minolta Optics公司开发的手持式叶绿素计SPAD-502。该装置内置LED光源测量叶绿素对光谱的吸收率，进而计算出表征作物叶绿素含量的SPAD值。再例如，美国Trimble Navigation公司生产的系列产品。通过测量作物冠层在红光及近红外范围内的若干个波段处的反射率，并通过计算NDVI(归一化植被指数)、RVI(比值植被指数)或CI(叶绿素指数)等光谱指数来预测作物长势。

然而在国内农业生产中，目前还没有一款成熟的用于快速检测植物NDVI值的装置。国外生产的NDVI值检测装置多为便携式光谱仪器，其具有以下缺点：一是只能单点检测。对于大面积检测区域，单点检测效率非常低。二是仪器多采用有线连接方式，限制了仪器使用的范围。三是国外仪器的人机交互界面均英文环境，国内农户无法正常使用。仪器出现问题后，无法应对，不适宜在国内进行推广，只适合于在科研院所进行使用。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种车载式植物NDVI值检测装置和系统。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用下述的技术方案：

一方面。本实用新型提供一种车载式植物NDVI值检测装置，包括光学传感器、控制器和电源转换模块；

所述光学传感器将采集植物光谱信号转换、放大后发送至控制器；

所述控制器处理所述光学传感器采集的数据，包括主控模块以及与所述主控模块相连接的交互模块、无线控制模块、存储模块、显示模块；

所述主控模块接收并处理所述光学传感器采集数据；所述显示模块用于显示所述主控模块的处理结果；所述存储模块用于存储于所述处理结果；所述交互模块用于接收用户操作指令，并交由主控模块执行操作；所述无线控制模块用于接收无线操控指令，用于控制所述检测装置的启动和关闭；

所述电源转换模块为所述光学传感器和所述控制器提供工作电源。

其中较优地，所述控制器还包括用于连接全球卫星定位系统的接口；

所述主控模块通过所述接口实时采集采样点位置信息，并将所述位置信息存储于所述存储模块中。

其中较优地，所述控制器还包括串口；所述控制器通过所述串口将所述存储模块的信息传输至上位机。

其中较优地，所述存储模块为FLASH闪存。

其中较优地，所述光学传感器包括两个滤光片、光敏元件和信号放大器、模数转换器以及微控制器；

两个滤光片分别位于红光通道和近红外通道中；所述两个光敏元件分别将所述两个滤光片滤过的光信号转换为电信号；所述电信号经所述信号放大器放大、滤波后发送至所述模数转换器；所述模数转换器将所述电信号进行模数转换，并交由所述微控制器将数据发送至所述控制器。

其中较优地，所述光敏元件是光电二极管。

其中较优地，所述红光通道的滤光片中心波长为660nm。

其中较优地，所述近红外通道的滤光片中心波长为840nm。

其中较优地，所述信号放大器的型号为OPA333。

另一方面，本实用新型还提供一种应用上述装置的车载式植物NDVI值检测系统，包括车载式植物NDVI值检测装置和上位机；

所述车载式植物NDVI值检测装置与所述上位机通过无线网络连接；

所述上位机通过无线控制模块向所述车载式植物NDVI值检测装置发送控制命令；

所述车载式植物NDVI值检测装置接收所述上位机的控制命令采集植物的光谱信息，并向所述上位机传输采集到的光谱信息。