[发明专利]大面积小麦冠层平均温度监测系统及方法

权利要求书

1.一种大面积小麦冠层平均温度监测系统，其特征在于，该系统包括：

红外探测模块，用于探测预设面积的探测区域内的红外辐射信号；

信号采集与处理模块，与所述红外探测模块相连，用于串行读出所述红外探测模块输出的电信号，并对其进行处理，输出数字温度信号；

数据处理模块，与所述信号采集与处理模块相连，用于根据所述数字温度信号，反演所述探测区域内的平均温度。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述红外探测模块进一步包括：

红外探测器，置于所述探测区域内的预设位置，用于探测预设面积的探测区域内的红外辐射信号；

镜头，设置于所述红外探测器前端，用于调整所述红外探测器的视场角。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述红外探测器以多晶硅材料为基底。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信号采集与处理模块进一步包括：

信号采集单元，与所述红外探测模块相连，用于串行读出所述红外探测模块输出的电信号；

信号处理单元，与所述信号采集单元相连，用于对所述信号采集单元采集到的电信号进行放大及滤波处理，对放大及滤波处理后的信号逐一进行模数转换，输出数字温度信号。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，该装置还包括：

控制模块，所述控制模块与所述信号采集及处理模块以及所述数据处理模块均相连，用于向所述信号采集及处理模块发出读出命令，以及接收所述数据处理模块反演得到的所述探测区域内的温度数据。

6.一种大面积小麦冠层平均温度监测方法，其特征在于，该方法包括步骤：

S1.将红外探测模块置于探测区域内的预设位置；

S2.串行读取所述红外探测模块输出的电信号，对其进行处理并输出数字温度信号；

S3.采用实时标定的方法，对所述探测区域内部的黑体进行测定和定标，并根据所述数字温度信号以及小麦叶片的发射率，反演所述探测区域内的平均温度。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤S2进一步包括：

S2.1串行读出所述红外探测模块输出的电信号；

S2.2对所述电信号进行放大及滤波处理，对放大及滤波处理后的信号逐一进行模数转换，输出数字温度信号。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤S3进一步包括：

S3.1采用实时定标方式，对所述探测区域内部的黑体进行测定和标定；

S3.2根据所述数字温度信号以及小麦叶片的发射率，获得所述探测区域内小麦的表观温度；

S3.3根据步骤S3.1的定标结果，对步骤S3.2得到的所述表观温度进行辐射率修正，得到所述探测区域内小麦的真实温度，生成探测区域内的平均温度。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤S3中，根据下式对所述探测区域内部的黑体进行标定以及计算小麦叶片的表观温度：

V＝RaεσT⁴＝KT⁴

其中，V为所述数字温度信号，T为小麦叶片的绝对温度，R为红外探测器的灵敏度，a为与大气衰减距离有关的常数，ε为小麦叶片的发射率，标定时ε取1，σ为斯蒂芬-玻耳兹曼常数。