I I I IIIIIIIII l l l l l l l lI I I I I I I I I I I i i l l l l lI I I I I lY 2 4 3 2 3 61河南农业大学学位论文独创性声明、使用授权及知识产权归属承诺书学位论文题目角度不敏感作物茎秆抗倒伏强度测定技术研究妻竺l硕士论文 级别l。学生姓名侯金博l 喜翌l农业工程薹篓l胡建东学位论文是否保密否l如需保密，解密时间年月日独创性声明本人呈交论文是在导师指导下进行的研究工作及取得研究成果，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包括为获得河南农业大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料，指导教师对此进行了审定。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中做了明确的说明，并表示了谢意。 篡：依售俩研究生签名：。J 队鸟。气日期甲j 每月玎日导师签名：妆 日期：；年，月7 日学位论文使用授权及知识产权归属承诺本人完全了解河南农业大学关于保存、使用学位论文的规定，即学生必须按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存提交论文的印刷本和电子版本，并提供目录检索和阅览服务，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人同意河南农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。本人完全了解河南农业大学知识产权保护办法的有关规定，在毕业离开河南农业大学后，就在校期问从事的科研工作发表的所有论文，第一署名单位为河南农业大学，试验材料、原始数据、申报的专利等知识产权均归河南农业大学所有，否则，承担相应的法律责任。注：保密学位论文在解密后适用于本授权书。一l 富住 研究生签名：夜冬磅导师签名：吲遁玟学院领导签名：l 昂署k 晶日期溯；年多月日日期洲声r 月日日期：年月日致谢在两年的研究生学习里，首先要感谢导师胡建东教授两年来对我的指导。 在学业上，教育我们在科研时的工作态度，要认认真真的解决每一个遇到的 问题，严谨的求学态度让我们受益一生。导师在学识上知识渊博，在学科领 域有相当高的学术水准，给我们在学术上的研究树立了一个楷模，让我在追 求学术的道路上，一路前行，以追求学术的高度和深度为学业的目标。导师 同样以博大的胸怀感染着我们，让我们慢慢的学会以宽容的心态对待别人， 也学会了很多为人处世的道理。本课题从选题到最终的完成，导师都付出了 很多的精力在里面，在这里向导师表示真挚的感谢! 感谢课题组的刘军老师、李燕老师、王秀山老师、邹彩虹老师在学业上给 我的无私指导和科研态度上的教诲，感谢本院的姚传安老师、季宝杰老师、吴 昂老师、王永田老师、王玲老师、朱娟花老师、姬少龙老师、刘新萍老师、李 勉老师平时给我的关心和帮助，在我对问题不解的时候，细心的讲解与指导。 感谢师兄胡枫江、魏文松、赵向阳，师姐李会芹、赵媛媛，师妹穆琳瑛、 王满苹，师弟曹顺新，曹百穹两年来的关心与帮助，感谢室友：詹欢，梁相志， 秦兴民，曾宇，刘孝明两年来生活上的关心与帮助。两年来大家一起努力学习， 一起度过美好的校园生活，一起面对生活的压力与挑战，甚至熬夜奋战为了解 决一些技术上的难题，这一段友情我将终生铭记在心! 感谢同届同学何勋、段斌、王新锋、邵长松、屈哲、郝玉伟、魏玉岗、张 寰、赫倚风、王龙飞、张帅、赵宇、潘鹏飞。我们一起入校，共同学习，一起 参加活动，我将永远记住为了机电的荣誉而共同奋斗的时光。 感谢李振峰、陈阳、朱晨文、王婷婷、王顺等河南农大迅捷测试技术有 限公司的研究人员，在我实验遇到问题时，对我的技术学习上大量的帮助，感谢你们。 最后，要感谢我的父母，父母的爱永远是最无私的，最真挚的，感谢你 们这么多年为我的成长付出的大量的心血与汗水，付出了最美好的青春时光， 你们的爱永远在我生活的路上给我无尽的动力与精神的支持，不惧怕任何的 困难和挫折，感谢你们。同时也感谢我的女朋友，在我学习的上一直的支持 与鼓励，在我最困难的时候陪我一起共渡难关，在生活上对我的细心照顾， 感谢你!目录摘要11 绪论21 1 论文的研究背景21 2 作物茎秆抗倒伏测定技术研究现状21 3 研究目的和意义41 4 论文主要研究内容51 5 论文的总体结构62 角度不敏感作物茎秆抗倒伏强度测定的原理及技术72 1 角度不敏感作物抗倒伏强度测定技术的原理72 2 角度不敏感的作物茎秆抗倒伏强度测定方法82 ，3 本章小结，93 系统总体设计1 03 1 系统框架1 03 2 系统功能需求分析1 03 3 模块及芯片选择1 33 3 1 电源模块，1 33 3 2 信号采集及放大模块。1 43 3 2 1 信号采集1 43 3 2 2 信号放大1 43 3 3 无线数据传输模块1 53 3 4 显示模块1 53 4 本章小结，1 64 角度不敏感作物茎秆抗倒伏强度测定技术的硬件设计1 74 1 硬件系统总体结构1 74 2M C U 芯片1 74 3 电源模块设计1 84 4 信号采集系统2 04 4 1 拉力信号采集2 04 4 2 角度信号采集2 04 5 无线数据传输及处理2 14 5 1 角度信号无线发射与接收2 14 5 2 角度信号的处理2 24 6 按键及L C D 液晶显示设计2 34 6 1 按键设计2 34 6 2L C D 显示。2 54 7P C B 设计2 64 8 本章小结2 65 角度不敏感作物茎秆抗倒伏强度测定技术软件开发2 75 1 嵌入式开发平台搭建2 75 2B O O T L O A D E R 与U - B O O T 移植2 85 3L m u x 内核移植一2 95 4 驱动程序开发3 05 4 1 设备驱动简介3 05 4 2 驱动程序层次结构3 15 4 3 驱动程序设计3 15 4 4 驱动程序加载3 35 5 数据的标定及处理3 35 5 1 传感器标定3 35 5 2 数据的处理3 65 6 本章小结，3 86 整机测试及实验验证3 96 1 整机测试3 96 2 实验验证4 16 2 1 验证方法4 16 2 2 实验数据及分析4 26 3 本章小结4 37 总结与建议4 47 1 总结，。4 47 2 论文创新点4 47 3 论文不足及建议，4 4参考文献4 5硕士期间发表论文和专利4 9河南农业大学硕士论文摘要作物倒伏是影响小麦、水稻、玉米等作物高产的重要因素之一，在作物高产育种中，提高作物茎秆的抗倒伏特性是一个重要的育种评定指标，设计一种通用的作物抗倒伏强度测定技术，对作物的遗传育种十分重要。目前，国内外专家学者在作物抗倒伏强度测定技术上进行了大量了研究，主要的方法有人工条件诱发倒伏，作物茎秆抗刺穿强度测定，作物抗拉强度测定，作物茎秆横向折断强度测定等。其中作物的抗拉强度测定方法，可以对自然界风力等因素进行模拟，有效的表达作物的抗倒伏强度特性，但在测定技术上缺少相应的通用化的测量工具。论文先分析了作物抗倒伏拉力测定技术研究中遇到的问题，进行理论上的研究，提出了角度不敏感作物茎秆抗倒伏强度测定技术，并对角度不敏感作物茎秆抗倒伏强度测定技术所需要的功能进行了分析。设计选用基于A R M l l 架构的$ 3 C 6 4 1 0 芯片搭建开发平台并进行软硬件设计，在作物茎秆抗倒伏测定同时获取拉力方向与作物茎秆方向之间的角度数据，将拉力校正到与作物茎秆垂直的方向上，实现不同方向拉力测量一致的拉力数据，并对作物茎秆抗倒伏拉力强度测定技术的业务流程进行了优化。实验结果表明：角度不敏感作物茎秆抗倒伏测定技术实现了从不同角度对作物进行同强度拉力测量时，可获得一致的拉力数据，实现了拉力测量通用化，是一种新颖的抗倒伏强度测量技术。关键字：抗倒伏；角度不敏感；拉力测量；A R M河南农业大学硕士论文1 绪论1 1 论文的研究背景随着世界人口的增加和人们生活水平的提高，世界粮食需求总量不断增长。“民以食为天”，近几年来粮食危机也像经济危机一样影响着一些国家和地区的稳定，因此如何进一步提高粮食产量是各国都要面对的基本问题。我国作为农业大国，并且拥有世界上最多的人口，提高农作物产量，保证粮食供应是我国经济不断发展的前提。近年来，国家在政策上不断支持农业发展，并为提高作物产量提供大量科研支持，我国农业生产得到了快速发展，农作物产量也大幅提高。随着化肥使用量的增加，许多作物茎秆增高，增加了倒伏的可能性。作物倒伏现象是影响农产品产量和质量的重要因素【1 3 1 。作物倒伏是作物遗传因素和外界环境条件综合作用的结果，倒伏的植株无法进行正常的光合作用，甚至导致叶片腐烂，一般倒伏都会造成作物不同程度的减产和受损，而且给机械化收割带来很大不便。茎秆强度是影响农作物抗倒伏能力的重要因素睁