CN108693135A - 一种植物叶片含水率检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种植物叶片含水率检测系统，包括：检测装置，用于采集植物叶片含水率的参数，并发送所述参数至处理装置使处理装置根据所述参数计算植物叶片含水率；处理装置，用于接收检测装置发送的参数，根据所述参数计算植物叶片含水率。本发明实现了应用于大田、温室作物的含水率的快速、实时、无损检测，具有体积小、重量轻、低功耗和操作简单的优点。
Description
技术领域
本发明涉及植物参数检测技术领域，具体涉及一种植物叶片含水率检测系统。
背景技术
水是植物生长过程中必不可少的组成成分，缺水将影响植物的生长、产量和品质。水分在近红外光谱区域存在敏感波段，利用敏感波段可以检测植物叶片的水分含量。研究发现水分敏感中心波段主要位于760nm、970nm、1145nm、1450nm和1940nm，因此这些波段被广泛用于植物叶片水分含量检测研究。目前以近红外光谱为原理的检测法主要分为透射法、反射法和吸收法；透射法即利用主动光源照射植物叶片，近红外光谱经过漫反射、透射和折射最终穿过植物叶片，从而携带有植物的组织结构信息，因此可以通过检测透射光谱反演植物生物量含量；反射法即以太阳光为光源，通过检测植物叶片反射光谱反演植物生物量含量；吸收法则是用原始光强减去透射光和反射光来得到吸收光谱，利用吸收光谱反演植物生物量含量。
现有的近红外光谱仪(波长范围：900nm-1700nm)可以根据需要搭建测量平台，用于透射、反射光谱测量，该仪器光谱分辨率 8nm-10nm，信噪比5000:1(测量时间1s)，在测量精度和光谱分辨率上都很高，但仪器平台搭建复杂，需要配备电脑，且该仪器使用数字微镜器件(DMD)和单点(非阵列)InGsAs探测器技术，使得价格方面比较昂贵，不适于农业生产的应用。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种植物叶片含水率检测系统，实现了用于大田、温室作物含水率的快速、准确、无损地在线检测。
为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
一方面，本发明提供了一种植物叶片含水率检测装置，所述检测装置用于采集植物叶片含水率的参数，并发送所述参数至处理装置使处理装置根据所述参数计算植物叶片含水率，包括：
信号采集模块，用于采集含有植物叶片含水率信息的电流信号；
信号处理模块，用于对所述电流信号进行处理获取电压信号；
温湿度传感器模块，用于获取含有植物叶片的温湿信号；
信号发送模块，用于将所述电压信号和所述温湿度信号发送至处理装置，以使处理装置根据电压信号和温湿度信号计算植物叶片含水率；
电源模块，用于对所述信号采集模块、所述信号处理模块和所述信号发送模块供电。
进一步的，所述信号采集模块包括：第一部件、第二部件、温湿度传感器以及依次设置在轴线上的近红外光源、第一凸透镜、第二凸透镜和光电传感器；
所述第一凸透镜与所述第二凸透镜平行设置，且第一凸透镜与第二凸透镜之间设置待测叶片样本；
所述第一部件上设有第一凹陷和温湿度传感器，所述第一凹陷内部设有所述近红外光源和所述第一凸透镜，所述温湿度传感器与第一凹陷内所述第一凸透镜齐平；
所述第二部件上设有第二凹陷，所述第二凹陷内部设有所述第二凸透镜和光电传感器；
所述第一凹陷与所述第二凹陷相对设置，以使近红外光源、第一凸透镜、第二凸透镜和光电传感器的中心在同一轴线上；
所述第一凹陷与所述第二凹陷相对设置，相对的两个侧面上分别设有隔绝光线的垫圈。
进一步的，所述第一凸透镜到近红外光源的距离为1倍的所述第一凸透镜焦距，所述第一凸透镜到植物叶片的距离为5mm；所述第二凸透镜到光电传感器的距离为1倍的所述第二凸透镜的焦距，所述第二凸透镜到达植物叶片的距离为1倍的所述第二凸透镜的焦距；其中，所述第一凸透镜和所述第二凸透镜规格相同。
进一步的，所述检测装置采集的电流信号包括：
所述检测装置在所述第一凹陷与所述第二凹陷相对设置且处于密封不透光的闭合状态下：
获取检测装置上的近红外光源不发光时的检测装置上的光电传感器采集的暗电流值Ib；
获取检测装置上的近红外光源发光时的检测装置上的光电传感器采集的亮电流值Ia；
获取检测装置上的近红外光源发光时且第一部件与第二部件之间设有叶片状态下的检测装置上的光电传感器采集的电流值It。
进一步的，所述信号处理模块包括：
I/U转换电路单元，用于将信号采集模块采集的电流信号转换为电压信号；
运算放大电路单元，用于将I/U转换电路单元输出的电压信号进行放大和滤波。
进一步的，所述信号发送模块采用ZigBee网络通信方式将所述电压信号和所述温湿度信号发送至处理装置。
另一方面，本发明提供了一种植物叶片含水率处理装置，所述处理装置用于接收检测装置发送的参数，根据所述参数计算植物叶片含水率，包括：
信号接收模块，用于接收检测装置发送的计算植物叶片含水率的参数；
PDA模块，用于根据所述参数计算植物叶片含水率，并对计算的植物叶片含水率数据进行存储和可视化的转换。
进一步的，所述信号接收模块与PDA模块之间采用通用异步收发传输的方式进行数据通信。
进一步的，所述PDA模块中设有预先嵌入的多元线性回归模型，在所述多元线性回归模型中输入所述信号接收模块接收的参数获取植物叶片含水量。
进一步的，所述多元线性回归模型为：
FW＝K1·T890+K2·T980+K3·Δt+K4·Δm+K5·WMNDVI；
其中，T890和T980分别表示水分敏感波段为890nm和为980nm 的植物叶片透射率，采用公式计算植物叶片透射率；其中It为光电传感器采集的电流值，Ia为光电传感器采集的亮电流值，Ib为光电传感器采集的暗电流值；Δt是植物叶片温度与空气温度的差值，Δm 是植物叶片湿度与空气湿度的差值；WMNDVI是水分调整型归一化植被指数，其中，p为水分调整型归一化植被指数的调整系数，p＝±0.5；k为检测装置的光学特性参数； K1、K2、K3、K4和K5分别是透射率T890、透射率T980、差值Δt、差值Δm和水分调整型归一化植被指数WMNDVI对应的系数。
由上述技术方案可知，本发明所述的一种植物叶片含水率检测系统，实现了应用于大田、温室作物的含水率的快速、实时、无损检测，具有体积小、重量轻、低功耗和操作简单的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的一种植物叶片含水率检测装置的结构示意图；
图2是本发明的一种植物叶片含水率检测装置中的信号采集单元的光路结构示意图；
图3是本发明的一种植物叶片含水率检测方法中采集装置第一部件内部俯视图；
图4是本发明的一种植物叶片含水率检测装置中的夹子状态的示意图；
图5是本发明的一种植物叶片含水率检测装置中的夹子的结构示意图；
图6是本发明的一种植物叶片含水率检测装置中I/U转换电路单元的电路图；
图7是本发明的一种植物叶片含水率检测装置中运算放大电路单元的电路图；
图8是本发明的一种植物叶片含水率检测装置中信号采集模块的供电电路图；
图9是本发明的一种植物叶片含水率检测装置中信号处理模块的供电电路图；
图10是本发明的一种植物叶片含水率检测装置中信号发送模块的供电电路图；
图11是本发明的一种植物叶片含水率检测装置中射频发射电路单元的电路图；
图12是本发明的一种植物叶片含水率检测装置中接口转换电路图；
图13是本发明的一种植物叶片含水率信号接收装置的结构示意图；
图14是本发明的一种植物叶片含水率信号接收系统的结构示意图；
图15是本发明的一种植物叶片含水率检测系统的电路结构图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
水是植物生长过程中必不可少的组成成分，缺水将影响植物的生长、产量和品质。现有植物叶片含水量检测方法都有破坏性、非连续性，并且检测时间较长的技术问题。随着技术的发展，发现水分在近红外光谱区域存在敏感波段，利用敏感波段可以检测植物叶片的水分含量。以近红外光谱为原理的检测法，仪器平台搭建复杂，需要配备电脑，且该仪器使用数字微镜器件(DMD)和单点(非阵列)InGsAs 探测器技术，使得价格方面比较昂贵，不适于农业生产的应用。为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种植物叶片含水率检测装置、系统及方法。
实施例一
本发明实施例提供一种植物叶片含水率检测装置，所述检测装置用于采集植物叶片含水率的参数，并发送所述参数至处理装置使处理装置根据所述参数计算植物叶片含水率，参见图1，该装置包括：
信号采集模块1，用于采集含有植物叶片含水率信息的电流信号；
信号处理模块2，用于对所述电流信号进行处理获取电压信号；
温湿度传感器模块3，用于获取含有植物叶片与空气的温湿度信号；
信号发送模块4，用于将所述电压信号和所述温湿度信号发送至处理装置，以使处理装置根据电压信号和温湿度信号计算植物叶片含水率；
电源模块5，用于对所述信号采集模块1、所述信号处理模块2和所述信号发送模块4供电。
参见图2和图3，所述信号采集模块1包括：第一部件15、第二部件16、温湿度传感器17以及依次设置在轴线上的近红外光源11、第一凸透镜12、第二凸透镜13和光电传感器14；
所述第一凸透镜12与所述第二凸透镜13平行设置，且第一凸透镜12与第二凸透镜13之间设置待测叶片样本；
所述第一部件15上设有第一凹陷和温湿度传感器17，所述第一凹陷内部设有所述近红外光源11和所述第一凸透镜12，所述温湿度传感器17与第一凹陷内所述第一凸透镜12齐平；
所述第二部件16上设有第二凹陷，所述第二凹陷内部设有所述第二凸透镜13和光电传感器14；
所述第一凹陷与所述第二凹陷相对设置，以使近红外光源11、第一凸透镜12、第二凸透镜13和光电传感器14的中心在同一轴线上；
所述第一凹陷与所述第二凹陷相对设置，相对的两个侧面上分别设有隔绝光线的垫圈。
实施时，参见图4，由上合页和下合页组成的夹子结构，其中4-a 为夹子加紧状态的示意图，4-b是夹子分开状态的示意图。夹子的上合页和下合页的前部分别设有第一部件15和第二部件16，参见图5，上合页用于近红外光源11，近红外光源11采用LED光源，LED光源波长分别为890nm和980nm；下合页用于固定光电传感器14，LED光源和光电传感器14的光学通道直径大小相同，均为12.8mm。因为LED 光源为发散光，为使其均匀到达植物叶片表面，在LED光源后面加上第一凸透镜12使发散光变为平行光照射到植物叶片表面。根据凸透镜原理，光源11到第一凸透镜12的距离为1倍焦距，第一凸透镜12到植物叶片的距离为5mm。因为平行光经过反射折射漫反射等路径透过植物叶片后平行光变的杂散无章，因此在叶片与光电传感器14之间加上第二凸透镜13使得杂散光汇聚到光电传感器14上，保证携带有植物叶片组织结构信息的光被完全感知到。根据凸透镜原理第二凸透镜13到光电传感器14的距离为1倍焦距，叶片到第二凸透镜13的距离为1倍焦距。其中，所述第一凸透镜和所述第二凸透镜规格相同。夹子上合页中LED光源固定件拆卸方便，因此可以更换为不同波段的 LED光源，得到相应的组合植被指数信息，从而预测作物长势或者生物量含量。光电传感器14选用硅光电二极管，可感知400-1700nm范围内的波段，光敏面积2mmx2mm，本发明选用的890nm和980nm在光电传感器14的感知范围的峰值附近。
为隔绝外界光强干扰，使实验者操作轻便，本发明的夹子结构选用ABS黑色材料，该材料具有已加工、耐腐蚀、抗冲击能力强的优点，可以很好的满足测试要求，且该材料较之其它金属，还具有质量轻的特点，使操作人员使用更加轻便舒适。夹子前端与轴的间距是50mm，正常生长的玉米叶等半宽在50mm左右的植物叶子，因此可以满足玉米检测的需求。夹子式的结构设计使操作更加方便，大大节省了测量时间，且在夹子与叶片的接触面加上垫圈，既提高了仪器的密封性，又能保护植物叶片不被夹伤。
信号处理模块2，包括：
I/U转换电路单元，用于将信号采集模块采集的电流信号转换为电压信号；
运算放大电路单元，用于将I/U转换电路单元输出的电压信号进行放大和滤波。
实施时，光电传感器14产生的电流信号的幅值为0-200uA左右，十分微弱，有效信号中还伴有噪声干扰，在进行计算处理之前需要做滤波、放大处理。参见图6和图7，光电传感器14输出信号先经过 CA3140芯片组成的一级运算放大电路完成I/U转换，将电流信号转换为电压信号，再经过LM358芯片组成的二级运算放大电路对信号进一步放大，同时完成滤波处理。CA3140和LM358的工作电压为5V，均为单极性电源供电。
温湿度传感器模块3，植物叶片含水率受外界环境因素的影响，本发明引入温湿度传感器对信号采集模块1采集的数据进行修正，减少外界环境因素对实验结果的干扰。
实施时，温湿度传感器模块3中的温湿度传感器选用贴片封装系列的IC数字温湿度传感器SHT20。传感器输出完全标定的数字信号。测湿敏感元件采用电容性聚合体、测温元件采用能隙材料制成，并在同一芯片上与14位的A/D转换器以及串行接口电路实现无缝连接。温湿度传感器模块3具有极低功耗、响应迅速、抗干扰能力强、性价比高等优点。
电源模块5，选用2300mAh的扁平锂电池，容量大，体积小，便于集成，可反复充电使用。
实施时，电源管理芯片选用三端稳压集成电路LM3171和 LM7805。参见图8，LM317是三端可调正电压直流稳压器，输出电压范围1.25～37V，最大输出电流1.5A，通过LM3171转换得到恒流源给 LED供电，保证LED持续稳定发光。因为不同植物的叶片厚度不同，需要的透射光源的光强值也不同，因此本文在设计LED供电电路时采用可调节的电流源，电流调节范围为10-25mA，从而可以通过调节找到合适的工作电流。参见图9，LM7805只有三个引脚，分别是输入端、接地端和输出端，输入端接7.4V/2300mAh锂电池，经过转换输出5V 恒压源，给其它电路模块供电，保证电路正常工作。因为主控芯片 JN5168工作电压为3.3V，参见图10，本文利用LP2985AIM5-3.3芯片将5V转为3.3V，为微控制器JN5168提供工作电压。
信号发送模块4，包括：
A/D转换电路单元，用于将滤波输出的电压信号以及温湿度传感器模块采集的温度信号和湿度信号进行模数转换生成数字信号；
射频发射电路单元，用于将A/D转换电路单元生成的数字信号发送至信号接收装置。
实施时，考虑仪器用于大田实验，对功耗要求高，本发明实施例在满足采集功能的前提下，主控芯片选用标准功率模块JN5168。因为采集所得光谱数据为模拟量，需要用到JN5168内嵌的12位A/D转换器，将两路模拟信号转换为数字信号，此外利用JN5168内嵌的射频发射模块，采用ZigBee网络将采集的温湿度传感器和光谱数据无线发送到数据接收装置。JN5168的使用大大简化了硬件电路的复杂度。参见图11，两路数字信号据经过预处理后分别与ADC1和ADC2相连，温湿度传感器通过I2C接口直接与JN5168相连，其管脚分别与JN5168 的DIO17和DIO12相连，其中DIO17作为时钟信号CLK，DIO12作为数据传输信号SDA。
普通微控制器IO多为单端信号，不能直接与差分信号连接通信。 TTL电平信号规定+5V等价于逻辑“1”，0V等价于逻辑“0”，这被称作TTL信号系统，这是计算机处理器控制的设备内部各部分之间通信的标准技术。电脑接口为USB接口，USB的D+和D-是一组差分信号即双端信号，主控芯片JN5168接口为TTL电平，而RS232和TTL电平都属于单端信号。二者之间需要通过串口扩展芯片FT232RL进行连接。参见图12，FT232R芯片是用USB来扩展串口(TTL电平输出)的芯片，需要安装Windows驱动。在电脑上完成程序编写之后需要将程序写入主控芯片JN5168，电脑端USB接口通过FT232RL芯片转为TTL 电平与JN5168进行通信。
在使用过程中将叶片放入夹子中间，在弹簧的弹力作用下，夹子自然合紧，打开电源给LED光源供电，近红外光透过植物叶片被下端光电传感器14检测，携带植物叶片组织信息的光信号被转变为电信号，经过信号调理电路传给微控制器JN5168，JN5168再将数据打包通过 ZigBee网络发送给信号接收装置。至此前端数据采集节点工作完成，等待下一次数据采集。
进一步的，所述检测装置采集的电流信号包括：
所述检测装置在所述第一凹陷与所述第二凹陷相对设置且处于密封不透光的闭合状态下：
获取检测装置上的近红外光源不发光时的检测装置上的光电传感器采集的暗电流值Ib；
获取检测装置上的近红外光源发光时的检测装置上的光电传感器采集的亮电流值Ia；
获取检测装置上的近红外光源发光时且第一部件与第二部件之间设有叶片状态下的检测装置上的光电传感器采集的电流值It。
通过上述描述可知，本发明实施例提供一种植物叶片含水率检测装置，根据点光源特点，利用凸透镜特性，设计光路结构，使光源平行到达叶片表面，并均匀到达光电传感器，保证测量结果的可靠性。根据光路结构和实际器件尺寸设计一套夹子结构，LED光源与光电传感器固定件和夹子外壳用螺丝固定，可自由拆卸，夹子外壳的设计采用ABS黑色材料，结构紧促，质量轻，可以有效隔绝外界光干扰。引入温湿度传感器，测量叶表温湿度与空气温湿度差值，并以此修正测量结果。本发明采用水分调整型归一化植被指数，作为含水率预测模型参数，相比于单一透射率，可以消除因叶片结构变化引起的干扰，从而使含水率的预测结果更加准确。
实施例二
本发明实施例提供一种植物叶片含水率处理装置，所述处理装置用于接收检测装置发送的参数，根据所述参数计算植物叶片含水率；参见图13，该处理装置包括：
信号接收模块6，用于接收检测装置发送的计算植物叶片含水率的参数；
PDA模块7，用于根据所述参数计算植物叶片含水率，并对计算的植物叶片含水率数据进行存储和可视化的转换。
实施时，信号接收模块6的主控芯片选用JN5168，主要完成数据的接收，并将接收数据通过UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)传给PDA(PersonalDigital Assistant)，在PDA上完成WMNDVI值计算，并显示、存储数据结果等功能。
进一步的，所述PDA模块中设有预先嵌入的多元线性回归模型，在所述多元线性回归模型中输入所述信号接收模块接收的参数获取植物叶片含水量。
所述多元线性回归模型为：
FW＝K1·T890+K2·T980+K3·Δt+K4·Δm+K5·WMNDVI；
其中，T890和T980分别表示水分敏感波段为890nm和为980nm 的植物叶片透射率，采用公式计算植物叶片透射率；其中It为光电传感器采集的电流值，Ia为光电传感器采集的亮电流值，Ib为光电传感器采集的暗电流值；Δt是植物叶片温度与空气温度的差值，Δm 是植物叶片湿度与空气湿度的差值；WMNDVI是水分调整型归一化植被指数，其中，p为水分调整型归一化植被指数的调整系数，p＝±0.5；k为检测装置的光学特性参数； K1、K2、K3、K4和K5分别是透射率T890、透射率T980、差值Δt、差值Δm和水分调整型归一化植被指数WMNDVI对应的系数。
采用水分调整型归一化植被指数更加准确的检测样本质地结构的参数，参见表1-表3，水分调整型归一化植被指数更能反映叶片鲜重含水量信息。
表1植被指数计算公式：
表2叶1植被指数与鲜重含水率相关性
| 植被指数 | T890 | T980 | RVI | NDVI | DVI | MRVI | WMNDVI |
| 相关系数 | 0.82 | 0.76 | 0.77 | -0.77 | -0.79 | 0.77 | 0.83 |
表3叶2植被指数与鲜重含水率相关性
| 植被指数 | T890 | T980 | RVI | NDVI | DVI | MRVI | WMNDVI |
| 相关系数 | 0.75 | 0.55 | 0.61 | -0.63 | -0.47 | 0.61 | -0.78 |
由上表可知，WMNDVI与鲜重含水率相关性高于其他植被指数，因此，该植被指数更能反映叶片鲜重含水量信息。
通过上述描述可知，本发明实施例提供一种植物叶片含水率处理装置，避免因为仪器的笨重，给使用者长时间使用带来负担。
实施例三
本发明实施例提供一种植物叶片含水率检测系统，参见图14和图 15，该系统包括：
植物叶片含水率检测装置和植物叶片含水率处理装置，检测装置与处理装置之间采用ZigBee网络无线传输。
通过上述描述可知，本发明实施例提供一种植物叶片含水率检测系统，采用分体式设计，避免因为仪器的笨重，给使用者长时间使用带来负担，此外数据采集节点与数据接收节点之间采用ZigBee网络无线传输，室内空旷地段传输距离达到1Km，可以将数据保存至PDA。
以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种植物叶片含水率检测装置，其特征在于，所述检测装置用于采集植物叶片含水率的参数，并发送所述参数至处理装置使处理装置根据所述参数计算植物叶片含水率，包括：
信号采集模块，用于采集含有植物叶片含水率信息的电流信号；
信号处理模块，用于对所述电流信号进行处理获取电压信号；
温湿度传感器模块，用于获取含有植物叶片的温湿度信号；
信号发送模块，用于将所述电压信号和所述温湿度信号发送至处理装置，以使处理装置根据电压信号和温湿度信号计算植物叶片含水率；
电源模块，用于对所述信号采集模块、所述信号处理模块和所述信号发送模块供电。
2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述信号采集模块包括：第一部件、第二部件、温湿度传感器以及依次设置在轴线上的近红外光源、第一凸透镜、第二凸透镜和光电传感器；
所述第一凸透镜与所述第二凸透镜平行设置，且第一凸透镜与第二凸透镜之间设置待测叶片样本；
所述第一部件上设有第一凹陷和温湿度传感器，所述第一凹陷内部设有所述近红外光源和所述第一凸透镜，所述温湿度传感器与第一凹陷内所述第一凸透镜齐平；
所述第二部件上设有第二凹陷，所述第二凹陷内部设有所述第二凸透镜和光电传感器；
所述第一凹陷与所述第二凹陷相对设置，以使近红外光源、第一凸透镜、第二凸透镜和光电传感器的中心在同一轴线上；
所述第一凹陷与所述第二凹陷相对设置，相对的两个侧面上分别设有隔绝光线的垫圈。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一凸透镜到近红外光源的距离为1倍的所述第一凸透镜焦距，所述第一凸透镜到植物叶片的距离为5mm；所述第二凸透镜到光电传感器的距离为1倍的所述第二凸透镜的焦距，所述第二凸透镜到达植物叶片的距离为1倍的所述第二凸透镜的焦距；其中，所述第一凸透镜和所述第二凸透镜规格相同。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述检测装置采集的电流信号包括：
所述检测装置在所述第一凹陷与所述第二凹陷相对设置且处于密封不透光的闭合状态下：
获取检测装置上的近红外光源不发光时的检测装置上的光电传感器采集的暗电流值Ib；
获取检测装置上的近红外光源发光时的检测装置上的光电传感器采集的亮电流值Ia；
获取检测装置上的近红外光源发光时且第一部件与第二部件之间设有叶片状态下的检测装置上的光电传感器采集的电流值It。
5.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述信号处理模块包括：
I/U转换电路单元，用于将信号采集模块采集的电流信号转换为电压信号；
运算放大电路单元，用于将I/U转换电路单元输出的电压信号进行放大和滤波。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述信号发送模块采用ZigBee网络通信方式将所述电压信号和所述温湿度信号发送至处理装置。
7.一种植物叶片含水率处理装置，其特征在于，所述处理装置用于接收检测装置发送的参数，根据所述参数计算植物叶片含水率，包括：
信号接收模块，用于接收检测装置发送的计算植物叶片含水率的参数；
PDA模块，用于根据所述参数计算植物叶片含水率，并对计算的植物叶片含水率数据进行存储和可视化的转换。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述信号接收模块与PDA模块之间采用通用异步收发传输的方式进行数据通信。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述PDA模块中设有预先嵌入的多元线性回归模型，在所述多元线性回归模型中输入所述信号接收模块接收的参数获取植物叶片含水量。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述多元线性回归模型为：
FW＝K1·T890+K2·T980+K3·Δt+K4·Δm+K5·WMNDVI；
其中，T890和T980分别表示水分敏感波段为890nm和为980nm的植物叶片透射率，采用公式计算植物叶片透射率；其中It为光电传感器采集的电流值，Ia为光电传感器采集的亮电流值，Ib为光电传感器采集的暗电流值；Δt是植物叶片温度与空气温度的差值，Δm是植物叶片湿度与空气湿度的差值；WMNDVI是水分调整型归一化植被指数，其中，p为水分调整型归一化植被指数的调整系数，p＝±0.5；k为检测装置的光学特性参数；K1、K2、K3、K4和K5分别是透射率T890、透射率T980、差值Δt、差值Δm和水分调整型归一化植被指数WMNDVI对应的系数。
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