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基于嵌入式的兰科植物组培智能化控制系统

作 者: 虞侠挺
导 师: 周泓
学 校: 浙江大学
专 业: 电子信息技术及仪器
关键词: 嵌入式系统 红蓝光LED ZigBee Linux 机器视觉
分类号: TP273.5
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
下 载: 64次
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内容摘要


针对兰科植物的需求日益增加,进而促进了兰科植物组培育苗技术的发展,本文提出一种新型的兰科植物组培室控制系统。系统由直接控制组培架的终端控制器与负责信息集中的集中服务器组成,终端控制器是一个结合LPC2292和CC2430双MCU的嵌入式系统,负责环境参数的检测、红蓝光LED灯控、图像采集,终端控制器和集中服务器的通信全部采用ZigBee无线方式,集中服务器采用嵌入式Linux+Qt的方式负责进行信息的汇总和图像存储与处理。本文利用机器视觉对组培室内植物生长状况进行无损监测,获得植物生长状态信息,对于提高组培室的智能化具有重要的意义。随着LED的价格不断下降,组培室内采用LED进行补光可显著提高植物的生长量和品质,但因此对植物的监测带来新的问题,本文提出一种可以在红蓝光LED组培灯光下应对严重色偏情况的植物生长状况监测方法。实际测试结果表明,该系统设计可靠稳定,可以促进兰科组培植物的健康快速生长,对于其他的植物组培系统也具有借鉴意义。

全文目录


致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-7
目次  7-9
1 绪论  9-17
  1.1 课题的提出  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-15
  1.3 研究目标与内容  15-16
  1.4 论文结构  16-17
2 相关技术介绍  17-27
  2.1 植物组织培养技术  17-19
  2.2 ZigBee无线传输技术  19-24
    2.2.1 ZigBee介绍  19-21
    2.2.2 ZigBee网络层的相关概念  21
    2.2.3 ZigBee网络结构  21-24
  2.3 LED光源技术  24-27
3 系统总体设计  27-36
  3.1 系统需求及设计原则  27
  3.2 系统设计  27-36
    3.2.1 集中服务器方案设计  29-30
    3.2.2 软件方案设计  30-32
    3.2.3 线通信方案设计  32-36
4 系统硬件设计  36-53
  4.1 集中服务器硬件设计  36-39
    4.1.1 TFT液晶及触摸模块硬件设计  37-38
    4.1.2 USB模块接口硬件设计  38
    4.1.3 Zigbee模块硬件设计  38-39
  4.2 终端控制器硬件设计  39-49
    4.2.1 主处理器单元  40-42
    4.2.2 电源模块硬件设计  42-43
    4.2.3 实时时钟模块硬件设计  43-44
    4.2.4 存储模块硬件设计  44-45
    4.2.5 串口通讯模块硬件设计  45
    4.2.6 传感器模块硬件设计  45-46
    4.2.7 摄像头模块硬件设计  46-47
    4.2.8 LED混光灯板模块硬件设计  47-48
    4.2.9 LED灯控模块硬件设计  48-49
  4.3 手持控制仪硬件设计  49-53
    4.3.1 主处理器单元  50
    4.3.2 电源模块硬件设计  50
    4.3.3 液晶显示模块硬件设计  50-51
    4.3.4 4*4矩阵薄膜键盘硬件设计  51-53
5 兰科组培植物生长状况无损监测算法  53-61
  5.1 技术原理及算法提出  53
  5.2 算法流程设计  53-60
    5.2.1 组培植物图像采集  53-54
    5.2.2 预处理  54-55
    5.2.3 偏色检测  55-56
    5.2.4 植物与背景的分割  56-59
    5.2.5 数学形态学运算  59
    5.2.6 面积的计算  59-60
  5.3 本章小结  60-61
6 系统软件设计  61-81
  6.1 集中服务器软件设计  61-74
    6.1.1 U-Boot移植  61-66
    6.1.2 Liunx内核配置  66-68
    6.1.3 文件系统的构建  68-69
    6.1.4 OpenCV库的嵌入式移植  69-71
    6.1.5 Qt的嵌入式移植  71-73
    6.1.6 应用程序的编写  73-74
  6.2 终端控制器软件设计  74-77
  6.3 ZigBee模块软件设计  77-81
7 系统测试  81-83
  7.1 系统硬件测试  81
  7.2 系统软件测试  81-83
8. 结论与展望  83-85
  8.1 结论  83-84
  8.2 展望  84-85
参考文献  85-91
研究生期间完成工作  91

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统 > 计算机控制、计算机控制系统
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