專利名稱：非接觸式植物養(yǎng)分信息快速無損測試儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及近紅外光譜測試儀，尤其是涉及一種非接觸式植物養(yǎng)分信 息快速無損測試儀。 技術背景
植物養(yǎng)分信息包括植物葉片葉綠素含量，氮含量、鉀含量、磷含量等。傳 統的植物養(yǎng)分信息的獲取需要采集部分植物葉片樣品在化學實驗室里完成，時 間長，操作復雜，難以及時地起到現場檢測的作用，整個實驗儀器投資較大， 實驗試劑耗費大，難以滿足田間現場快速測試的要求。目前，進口的植物養(yǎng)分 信息測試儀，不僅價格昂貴，而且功能單一，有的只能測試葉片葉綠素含量，
有的只能測試葉片氮含量或鉀含量。進口儀器也缺乏GPS定位功能，不適合當
前精準農業(yè)定點變量作業(yè)的要求。
發(fā)明內容
本實用新型的目的是提供一種非接觸式植物養(yǎng)分信息快速無損測試儀，在 便攜式光譜儀器中集成GPS模塊，可實現田間植物養(yǎng)分信息的定點測量以及方 便數據的后期管理。
本實用新型采用的技術方案是
本實用新型包括近紅外光源、Y型光纖、光譜模塊和單片機測量系統。近 紅外光源接Y型光纖的入射光接口， Y型光纖與植物葉片樣本的表面進行光學 交換后，Y型光纖的出射光接光譜模塊，光譜模塊通過RS232接口與單片機測 量系統聯接。
本實用新型具有的有益效果是-
1、 與傳統化學測量方法相比，可在更短的時間內實現植物養(yǎng)分信息的快速 獲??；
2、 與進口的植物養(yǎng)分測試儀相比，可在一臺儀器中同時完成多個植物養(yǎng)分
3、 帶有GPS定位功能；
4、 不破壞樣品，不需要使用試劑，不污染環(huán)境；
5、 采用單片機測量系統，可使光譜數據處理智能化，方便數據的后期管理。
6、 性價比相比進口同類產品具有優(yōu)勢。

圖1是本實用新型的非接觸式植物養(yǎng)分信息快速無損測試儀結構圖。
圖2是本實用新型的單片機測量系統線路圖。
圖中1、近紅外光源，2、 Y型光纖，3、植物葉片樣本，4、光譜模塊，5、 單片機測量系統。
具體實施方式

如圖1所示，本實用新型包括近紅外光源l、 Y型光纖2、光譜模塊4、單片 機測量系統5;近紅外光源1接Y型光纖2的入射光接口， Y型光纖2與植物 葉片樣本3的表面進行光學交換，Y型光纖2的出射光接光譜模塊4，光譜模塊 4通過RS232接口與單片機測量系統5聯接。單片機測量系統5運行光譜數據 處理程序，完成植物養(yǎng)分信息的計算和結果存儲。
所述的近紅外光源1型號為LS-1-CAL。
所述的Y型光纖2型號為R400-7-VIS-NIR。
所述的光譜模塊4型號為USB4000-VIS-NIR，光譜范圍350 1050nm，分辨 率 1.33nm FWHM，入射狹縫25um，分光光柵350-1050nm，積分時間范圍 10us >ls， 3648象素CCD陣列檢測器，16位3MHz模/數轉換器，USB2.0接口 和RS232接口。
所述的單片機測量系統5為MSP430F149，有60KB+256B程序存儲器，2KB 數據存儲器，2個USART接口；內置GPS定位模i央；儀器由太陽能電池供電。 本實用新型的工作原理如下
如圖1所示，近紅外光源通過Y型光纖向植物葉片樣本表面照射紅外光，帶 有樣本信息的漫反射光再經同一根光纖回射到光譜模塊，并由光譜模塊進行光 電轉換和數字化。單片機測量系統以MSP430F149為微處理器，由RS232接口 從光譜模塊讀取光譜數據。光譜數據經單片機程序處理后，得到植物養(yǎng)分信息 數據，并存儲在單片機內部RAM中。
單片機測量系統工作原理如下
如圖2所示,CPU芯片Ul從X2接口讀取光譜模塊傳來的光譜數據，存放在 內部RAM中，經過程序濾波后，轉存到外部芯片組U2 U9組成的RAM中.同 時CPU芯片Ul從Xl接口讀取GPS定位數據.儀器系統通過芯片V1由太陽能 供電。
權利要求1. 一種非接觸式植物養(yǎng)分信息快速無損測試儀，其特征在于包括近紅外光源(1)、Y型光纖(2)、光譜模塊(4)和單片機測量系統(5)；近紅外光源(1)接Y型光纖(2)的入射光接口，Y型光纖(2)與植物葉片樣本(3)的表面進行光學交換后，Y型光纖(2)的出射光接光譜模塊(4)，光譜模塊(4)通過RS232接口與單片機測量系統(5)聯接。
2. 根據權利要求1所述的一種非接觸式植物養(yǎng)分信息快速無損測試儀，其特 征在于所述的近紅外光源(1)型號為LS-1-CAL。
3. 根據權利要求1所述的一種非接觸式植物養(yǎng)分信息快速無損測試儀，其特 征在于所述的Y型光纖(2)型號為R400-7-VIS-NIR。
4. 根據權利要求1所述的一種非接觸式植物養(yǎng)分信息快速無損測試儀，其特 征在于所述的光譜模塊(4)型號為USB4000-VIS-NIR，光譜范圍350 1050nm， 分辨率 1.33nmFWHM，入射狹縫25um，分光光柵350-1050nm，積分時間范圍 10us >ls， 3648象素CCD陣列檢測器，16位3MHz模/數轉換器，USB2.0接口 和RS232接口。
5. 根據權利要求1所述的一種非接觸式植物養(yǎng)分信息快速無損測試儀，其特 征在于所述的單片機測量系統(5)為MSP430F149，有60KB+256B程序存儲器， 2KB數據存儲器，2個USART接口；內置GPS定位模塊.儀器由太陽能電池供 電。
專利摘要本實用新型公開了一種非接觸式植物養(yǎng)分信息快速無損測試儀。近紅外光源接Y型光纖的入射光接口，Y型光纖與植物葉片樣本的表面進行光學交換后，Y型光纖的出射光接光譜模塊，光譜模塊通過RS232接口與單片機測量系統聯接。單片機測量系統讀取光譜數據后，運行光譜數據處理程序，完成植物養(yǎng)分指標的計算和結果存儲。單片機測量系統通過并行接口從GPS模塊讀取全球經緯度坐標?？纱?zhèn)鹘y化學測量植物養(yǎng)分的方法；不破壞樣本，不需要使用試劑，不污染環(huán)境；相比進口儀器，可在一臺儀器中同時完成多個植物養(yǎng)分指標的測量；帶有GPS定位功能；采用單片機測量系統，可使光譜數據處理智能化，方便數據的后期管理。
文檔編號G01N21/25GK201229298SQ200820162579
公開日2009年4月29日 申請日期2008年8月5日 優(yōu)先權日2008年8月5日
發(fā)明者勇 何, 楊海清 申請人:浙江大學