活體植物葉片氣孔成像觀測儀制造技術
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種活體植物葉片氣孔成像觀測儀，尤其是涉及一種在不影響植物葉片正常生理活動的同時，獲取植物葉片的氣孔圖像的觀測儀。
技術介紹
當今，全球氣候變化問題日益突出。森林作為陸地生態系統的主體，具有可重復再生的特性，有碳源和碳匯的雙重作用，尤其是碳匯功能，不僅能極大地緩解氣候變暖趨勢，而且能有效的抵消CO2排放，促進碳在地球生態體系中的平衡。通過森林碳匯抵消CO2排放已成為國際氣候公約的重要內容，受到世界各國政府和科學家的廣泛關注。近年來，我國空氣質量退化較快，僅霧霾一項指標就呈范圍擴大和持續時間延長的趨勢，已成為引起民眾身體健康恐慌的嚴重社會問題。改善空氣質量成為我國各級政府的重要工作目標。植物在其生長發育過程中，其各種重要的生理生化活動都與氣孔運動息息相關，所以對植物氣孔的研究顯得十分重要。目前現有觀測葉片氣孔的裝置或方法，都無法在不影響植物正常生理的同時準確觀測到植物葉片氣孔。目前觀測氣孔的方法大致有四種，一種是撕取葉片表皮組織，制成標本在生物顯微鏡下觀測，該方法以“暴力”方式中斷了葉片正常生理活動，另一種是將葉片從植物體上摘下，在實驗室中用顯微鏡掃描的方式實現氣孔的觀測，該方法雖然不破壞葉片組織，但也終止了葉片的正常生理活動，而且由于葉片脫離了植物體葉片上的氣孔隨著時間的變化趨于閉合，導致觀測結果不準確；第三種方法是使用氣度計定量檢測氣孔開合度，該方法雖不用將葉片從植物體上摘下，但是氣度計的夾具影響了植物葉片正常進行光合作用，同樣會導致測量結果不準確；第四種方法用電子顯微鏡觀測，雖然該方法能夠實現活體植物的氣...
【技術保護點】
活體植物葉片氣孔成像觀測儀，包括電源模塊、MCU最小系統模塊、系統內存擴展模塊、SD卡存儲模塊、時鐘模塊、4.3寸電容觸摸屏接口模塊、電壓檢測模塊、舵機遮光模塊、攝像頭接口模塊，其特征在于：電源模塊用于給整個系統提供電能；4.3寸電容觸摸屏通過排線連接至MCU最小系統模塊，用于實現人機交互；時鐘模塊連接至MCU最小系統模塊，用于為整個系統提供時間基準；電壓檢測模塊，輸入端為電源模塊中的鉛蓄電池，輸出端連接至MCU最小系統模塊的AD接口，用于檢測電源模塊中的鉛蓄電池的剩余電量；舵機遮光模塊連接至MCU最小系統模塊的PWM接口，用于控制遮光板的轉向；SD卡存儲模塊連接至MCU最小系統模塊的SDIO接口，用于保存拍攝的葉片氣孔圖像；系統內存擴展模塊連接至MCU最小系統模塊的FSMC接口，用于為系統擴展內存空間；攝像頭模塊連接至MCU最小系統模塊的IIC接口和GPIO接口；所述的電源模塊提供+3.3V、+5V電壓；所述的電源模塊包括三個穩壓芯片U1、U2、U3、一個12V接插口P2、一個鉛蓄電池接插口P1、一個USB接口、一個鑰匙開關接口P3、兩個單刀雙擲開關S1、S2、一個電源指示燈接口P4...
【技術特征摘要】
1.活體植物葉片氣孔成像觀測儀，包括電源模塊、MCU最小系統模塊、系統內存擴展模塊、SD卡存儲模塊、時鐘模塊、4.3寸電容觸摸屏接口模塊、電壓檢測模塊、舵機遮光模塊、攝像頭接口模塊，其特征在于：電源模塊用于給整個系統提供電能；4.3寸電容觸摸屏通過排線連接至MCU最小系統模塊，用于實現人機交互；時鐘模塊連接至MCU最小系統模塊，用于為整個系統提供時間基準；電壓檢測模塊，輸入端為電源模塊中的鉛蓄電池，輸出端連接至MCU最小系統模塊的AD接口，用于檢測電源模塊中的鉛蓄電池的剩余電量；舵機遮光模塊連接至MCU最小系統模塊的PWM接口，用于控制遮光板的轉向；SD卡存儲模塊連接至MCU最小系統模塊的SDIO接口，用于保存拍攝的葉片氣孔圖像；系統內存擴展模塊連接至MCU最小系統模塊的FSMC接口，用于為系統擴展內存空間；攝像頭模塊連接至MCU最小系統模塊的IIC接口和GPIO接口；
所述的電源模塊提供+3.3V、+5V電壓；
所述的電源模塊包括三個穩壓芯片U1、U2、U3、一個12V接插口P2、一個鉛蓄電池接插口P1、一個USB接口、一個鑰匙開關接口P3、兩個單刀雙擲開關S1、S2、一個電源指示燈接口P4、兩個TVS管D2、D4、兩個防接反二極管D1、D3、三個可恢復保險絲F1、F2、F3、一個續流二極管D5、五個鉭電容C1、C2、C9、C11、C12、七個瓷片電容C3、C4、C5、C8、C10、C13、C14、七個電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、一個功率電感L1、兩個電解電容C6、C7；12V接插口P2一端接鑰匙開關接口P3的一端，另一端接地，鑰匙開關接口P3的另一端接單刀雙擲開關S1的第三引腳、可恢復保險絲F2的一端，單刀雙擲開關S1的第一引腳懸空不接，單刀雙擲開關S1的第二引腳接可恢復保險絲F1的一端，可恢復保險絲F1的另一端接TVS管D2的陰極、防接反二極管D1的陽極，TVS管D2的陽極接地，防接反二極管D1的陰極接鉭電容C2的正極、瓷片電容C4的一端、穩壓芯片U1的第一引腳，鉭電容C2的負極、瓷片電容C4的另一端接地，穩壓芯片U1的第二引腳接電阻R1的一端并至地，電阻R1的另一端、鉭電容C1的負極、瓷片電容C3的一端并至地，鉭電容C1的正極接瓷片電容C3的另一端并引出一個+5V電壓端子，可恢復保險絲F2的另一端接TVS管D4的陰極、防接反二極管D3的陽極，TVS管D4的陽極接地，防接反二極管D3的陰極接電解電容C6的正極、瓷片電容C5的一端、穩壓芯片U2的第一引腳，電解電容C6的負極接瓷片電容C5的另一端、電阻R2的一端、穩壓芯片U2的第三引腳并至地，電阻R2的另一端接穩壓芯片U2的第五引腳，穩壓芯片U2的第二引腳接續流二極管D5的陰極、功率電感L1的一端，續流二極管D5的陽極接電解電容C7的負極、瓷片電容C8的一端并至地，功率電感L1的另一端接電解電容C7的正極、瓷片電容C8的另一端、穩壓芯片U2的第四引腳、單刀雙擲開關S2的第一引腳，USB接口的第一引腳接單刀雙擲開關S2的第三引腳，第二、三引腳懸空不接，第四引腳接地，單刀雙擲開關S2的第二引腳接可恢復保險絲F3的一端，可恢復保險絲F1的另一端接鉭電容C9的正極、瓷片電容C10的一端、穩壓芯片U3的第三引腳，鉭電容C9的負極接瓷片電容C10的另一端、穩壓芯片U3的第一引腳、鉭電容C12的負極、瓷片電容C13的一端、電阻R6、R7的一端并至地，鉭電容C12的正極接瓷片電容C13的另一端、穩壓芯片U3的第二引腳、電阻R3、R5的一端并引出+3.3V模擬電壓端子，電阻R3、R5的另一端連接一起并接鉭電容C11的正極、瓷片電容C14的一端、電阻R4的一端并引出+3.3V數字電壓端子，電阻R4的另一端接電源指示燈接口P4的第一引腳，電源指示燈接口P4的第二引腳接鉭電容C11的負極、瓷片電容C14的另一端、電阻R6、R7的另一端并至地；鉛蓄電池接插口P1的第一引腳接鉛蓄電池的正極，第二引腳接地；所述電源模塊U1型號為LM7805V，U2型號為LM2596-5V，U3型號為LM1117-3.3V；
所述的MCU最小系統模塊包括一個直插晶振Y1、一個無源四腳晶振U4、一個硬件看門狗芯片U7、一個按鍵S3、一個二位撥碼開關S4、一個JTAG接口、一個鉭電容C36、一個MCU芯片U5、二十一個瓷片電容C59、C15、C16、C19、C20、C21、C22、C24、C25、C26、C27、C28、C29、C30、C31、C32、C33、C34、C35、C37、C38、十一個電阻R9、R10、R13、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21、R22；直插晶振Y1的一端接瓷片電容C15的一端、MCU芯片U5的第八引腳，直插晶振Y1的另一端接瓷片電容C16的一端、MCU芯片U5的第九引腳，瓷片電容C15的另一端接瓷片電容C16的另一端并至地，無源四腳晶振U4的第四、第二引腳分別接地，無源四腳晶振U4的第一引腳接瓷片電容C19的一端、電阻R9的一端、MCU芯片U5的第二十三引腳，電阻R9的另一端接瓷片電容C20的一端、無源四腳晶振U4的第三引腳、MCU芯片U5的第二十四引腳，瓷片電容C19的另一端接瓷片電容C20的另一端并至地，鉭電容C27的正極接3.3V模擬電壓端、瓷片電容C15的一端、電阻R11、R12的一端、微處理器U3的第三十二、三十三引腳，鉭電容C36的正極接+3.3V模擬電壓端子、瓷片電容C37的一端、電阻R13的一端、MCU芯片U5的第三十二、三十三引腳，鉭電容C36的負極接瓷片電容C37的另一端至地，電阻R13的另一端接+3.3V數字電壓端子、瓷片電容C25、C26、C27、C28、C29、C30、C31、C32、C33、C34、C35的一端、MCU芯片U5的的第十七、第三十九、第五十二、第六十二、第七十二、第八十四、第九十五、第一百零八、第一百二十一、第一百三十一、第一百四十四引腳，瓷片電容C25、C26、C27、C28、C29、C30、C31、C32、C33、C34、C35的另一端至地，電阻R20的一端接MCU芯片U5的第一百三十八引腳，電阻R20的另一端接二位撥碼開關S4的第一、第二引腳，二位撥碼開關S4的第四引腳接瓷片電容C38的一端，瓷片電容C38的另一端接二位撥碼開關S4的第三引腳并至地，電阻R21的一端接地，另一端接MCU芯片U5的第四十八引腳，JTAG接口的第一、第二引腳接+3.3V數字電壓端子、瓷片電容C24的一端、瓷片電容C59的一端,、電阻R15、R16、R17、R19的一端，瓷片電容C24、C59的另一端接地，電阻R15、R16、R17、R19的另一端分別接MCU芯片U5的第一百三十四、第一百一十、第一百零五、第一百三十三引腳、JTAG接口U8的第三、第五、第七、第十三引腳，電阻R18一端接地，電阻R18的另一端接MCU芯片U5的第一百零九引腳、JTAG接口U8的第九引腳，JTAG接口U8的第十五引腳接MCU芯片U5的第二十五引腳、硬件看門狗芯片U7的第一引腳，JTAG接口U8的第四、第六、第八、第十、第十二、第十四、第十六、第十八、第二十引腳接電阻R22的一端，電阻R22的另一端接地，硬件看門狗芯片U7的第二引腳接地，第三引腳接電阻R10的一端、按鍵S3的一端、瓷片電容C22的一端，電阻R10的另一端接+3.3V數字電壓端子，按鍵S3的另一端接瓷片電容C22的另一端并至地，硬件看門狗芯片U7的第四引腳接MCU芯片U5的第五引腳，硬件看門狗芯片U7的第五引腳接瓷片電容C21的一端、+3.3V數字電壓端子，瓷片電容C21另一端接地；所述的MCU最小系統模塊U5型號為STM32F103ZET6，U7型號為TPS3823-3.3；
所述的系統內存擴展模塊包括一個1MB的靜態存儲芯片U6、一個電阻R8、兩個瓷片電容C17、C18；靜態存儲芯片U6的第一、第二、第三、第四、第五、第十八、第十九、第二十、第二十一、第二十...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳愛軍，冷國強，李東升，汪成立，陳穎，
申請(專利權)人：中國計量學院，
類型：發明
國別省市：浙江;33
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