[發明專利]活體植物葉片氣孔成像觀測儀

有效

• 申請號: 201610105376.8
• 申請日: 2016-02-26
• 公開（公告）號: CN105738366B
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發明（設計）人: 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
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 王佳健

本發明公開了一種活體植物葉片氣孔成像觀測儀。本發明中的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。本發明實現了嚴格意義上的活體植物葉片氣孔圖像得觀測，即在葉片不脫離植物本體且進行正常光合作用的同時獲取葉片氣孔圖像。

技術領域

本發明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。

背景技術

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孔觀測，但是卻影響了植物正常的光合作用，且觀測植物大小受限，觀測地點受限，且不利于戶外長期工作。

發明內容

本發明的目的是提供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裝置，用于實現在植物葉片進行正常光合作用的同時，獲取葉片氣孔圖像，便于圖像處理，且觀測植物大小、地點不受限制，觀測時間較長。

本發明采用的技術方案是：

本測量儀包括：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、攝像頭接口模塊等。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。