[发明专利]基于柔性可穿戴应变传感器的植物器官生长监测系统及其应用

说明书

本发明提供一种基于柔性可穿戴应变传感器的植物器官生长监测系统，包括长度测量传感器、数据收发终端和监测终端，长度测量传感器是柔性可穿戴应变传感器，柔性可穿戴应变传感器为条带状，柔性可穿戴应变传感器的中部用于缠绕并固定在待监测植物器官上，数据收发终端包括微处理器，微处理器分别电路连接柔性可穿戴应变传感器的两端用于获取长度测量传感器的采样值，微处理器信号连接监测终端用于将采样值发送至监测终端。还提供了相关应用。本发明的基于柔性可穿戴应变传感器的植物器官生长监测系统不影响或极少影响植物生长，实现植物茎和果实生长的无损实时监测，测量省时省力，设计巧妙，结构简洁，制造简便，成本低，适于大规模推广应用。

技术领域

本发明涉及农业监测系统技术领域，特别涉及植物器官生长监测系统技术领域，具体是指一种基于柔性可穿戴应变传感器的植物器官生长监测系统及其应用。

背景技术

农业生产和植物研究中，植物果实和茎的生长参数是重要的动态表型，能够直接或间接地反映植物与环境互作下干物质积累、植物体水分状况等重要信息，可用于生长建模、智慧农业、表型组学等诸多领域。

传统人工测量方法往往通过游标卡尺等计量工具获取植物茎和果实的直径参数，测量过程耗时费力且易对植物器官造成机械损伤。目前已有一些植物器官监测系统基于位移传感器如弹簧式位移传感器和激光位移传感器进行研发，但弹簧式位移传感器通过较强的弹力固定植物茎秆或果实，将极大地影响植物器官生长，而非固定式的激光位移传感器对于环境的稳定性具有苛刻的要求。此外，当前大部分此类监测系统具有设备体积过大、有线连接、人机交互不友好等缺点。

因此，希望提供一种植物器官生长监测系统，其不影响或极少影响植物生长，实现植物茎和果实生长的无损实时监测，测量省时省力。

发明内容

为了克服上述现有技术中的缺点，本发明的一个目的在于提供一种基于柔性可穿戴应变传感器的植物器官生长监测系统，其不影响或极少影响植物生长，实现植物茎和果实生长的无损实时监测，测量省时省力，适于大规模推广应用。

本发明的另一目的在于提供一种基于柔性可穿戴应变传感器的植物器官生长监测系统，其设计巧妙，结构简洁，制造简便，成本低，适于大规模推广应用。

本发明的另一目的在于提供一种基于柔性可穿戴应变传感器的植物器官生长监测系统的应用，其可用于监测植物器官的周长，不影响或极少影响植物生长，实现植物茎和果实生长的无损实时监测，测量省时省力，适于大规模推广应用。

本发明的另一目的在于提供一种基于柔性可穿戴应变传感器的植物器官生长监测系统的应用，其设计巧妙，操作简便，适于大规模推广应用。

为达到以上目的，在本发明的第一方面，提供一种基于柔性可穿戴应变传感器的植物器官生长监测系统，其特点是，包括长度测量传感器、数据收发终端和监测终端，其中：

所述长度测量传感器是柔性可穿戴应变传感器，所述柔性可穿戴应变传感器为条带状，所述柔性可穿戴应变传感器的中部用于缠绕并固定在待监测植物器官上，所述数据收发终端包括微处理器，所述微处理器分别电路连接所述柔性可穿戴应变传感器的两端用于获取所述长度测量传感器的采样值，所述微处理器信号连接所述监测终端用于将所述采样值发送至所述监测终端。

较佳地，所述柔性可穿戴应变传感器包括弹性导电内芯和弹性绝缘外套，所述弹性绝缘外套套设在所述弹性导电内芯外，所述微处理器分别电路连接所述弹性导电内芯的两端。

更佳地，所述弹性导电内芯为蚕丝基导电碳织物内芯，所述弹性绝缘外套为聚二甲基硅氧烷弹性绝缘外套或脂肪族-芳香族无规共聚酯弹性绝缘外套。

较佳地，所述的基于柔性可穿戴应变传感器的植物器官生长监测系统还包括弹性夹，所述弹性夹夹持在所述的柔性可穿戴应变传感器的中部的两侧用于在所述的柔性可穿戴应变传感器的中部缠绕在所述待监测植物器官上之后将所述的柔性可穿戴应变传感器的中部固定在所述待监测植物器官上。