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水稻产量与水稻育种的关系密切,水稻育种过程中需要利用到水稻产量信息对所培育的水稻品种进行评价、筛选和鉴定。水稻新品种测产验收时通常的做法是先将稻谷晒干(或烘干)、扬净后再过秤,然后按13.5%(籼稻)或14%(粳稻)的含水率折算成标准产量后加以比较。因此研究水稻重量和含水率的数据采集方法,搭建一套易操作、低成本、适用性强的水稻产量信息采集系统对水稻育种问题的研究具有重要的科学意义。 本文基于LabVIEW软件平台,结合天平、串口转换器、数据采集卡和传感器变送器,构建了水稻产量信息采集系统,完成了水稻重量信息和含水率信息数据的采集程序设计,进行了水稻重量和含水率检测方法的研究,建立了传感器标定模型。主要研究结论如下: 1.以NI公司的2010版LabVIEW为软件设计平台,开发了方便易用、经济合理、安全可靠、适用范围广的信息采集系统。 2.依据标准产量折算对水稻重量和含水率两个信息参数的需求,选择了LT601型精密电子天平,Edgeport型USB-串口转换器和HSTL-102S型温湿度传感器变送器,NI USB-6003型数据采集卡,NES-150-24型开关电源,搭配HP Compaq6531s型笔记本电脑,分别对两个参数进行了采集。系统中重量和含水率信息采集硬件设备搭配灵活、互换性强、安装维护便利。 3.通过VISA函数编写串口控制程序,结合串口调试助手应用程序对虚拟串口的调试,解决了串口通信问题,完成了水稻重量信息采集程序的设计,能快速读取电子天平称量的数据并完成数据的保存。 4.通过在NI MAX中先建立采集任务,再利用任务直接生成代码并结合实际进行修改调试的方式,编写了传感器输出电压值采集程序。从533份水稻核心种质资源中随机取出10份不同编号的水稻样本,利用DHG-06-600B型电热恒温鼓风干燥箱和SIN-LS01型粮食水分仪,以及编写的重量和电压值采集程序,考察了水稻重量和含水率、传感器响应时间对传感器响应的影响,确定了重量大的样本电压输出值相对大;合理传感器响应稳态值的数据采集时长为5min;样本含水率值和传感器输出值间存在线性关系。 5.分别采集10份样本泡水前后不同情况下的含水率值、重量值和电压值共40份。利用IBM SPSS Statistics20版统计软件对采集到的数据进行多元回归分析,建立了传感器输出与水稻含水率值之间的回归方程 xY?0.417?0.322。 6.利用建立的回归方程中电压值与含水率值的转换关系,结合任务直接生成代码的方式,编写了水稻含水率信息采集程序,能快速采集含水率信息并保存。 7.抽取随机的250份水稻核心种质资源样本,其中籼稻98份,粳稻42份,分三批六组进行泡水前后产量信息采集实验,共采集数据445份。以天平和水分仪测取的样本不泡水状态下的重量和含水率值为基准值,对泡水前的含水率信息进行分析得绝对误差基本小于2,相对误差基本小于15%;对泡水后的含水率信息分析得,籼稻的绝对误差基本小于6,相对误差基本小于30%,粳稻的绝对误差基本小于10,相对误差基本小于20%。结合标准产量折算公式0?0?111.1561 YWW????(籼稻)和0?0?111.1628 YWW????(粳稻),对泡水后的产量信息分析得,籼稻的绝对误差基本小于15,相对误差基本小于15%,系统采集数据折算的产量与基准值折算的基准产量拟合系数为0.979;粳稻的绝对误差基本小于15,相对误差基本小于15%,系统采集数据折算的产量与基准值折算的基准产量拟合系数为0.987。