植物电信号是一种在植物组织间信息传递中起着重要作用的生理信号,它可以反映高等植物生长发育及营养状况和外部环境的变化。对植物电信号采集装备及电信号时频特性的研究,将对后续植物电信号与环境因素的模型建立奠定基础,从而对构建农作物电信号智能控制系统实现农作物自动化生产具有重要意义。首先根据植物电信号特性,设计开发了一套植物电信号在线式检测装备。然后,通过变异系数和皮尔逊相关系数验证了装备的可靠性和稳定性。最后,使用该装备在不同光照强度和不同土壤湿度下对芦荟和鹅掌柴两种植物进行实验采集电信号,采用时域、频域、时频域相关信号处理算法对实验采集的电信号进行特性分析,研究这两种环境变化对这两种植物电信号的影响。主要研究成果如下:(1)根据植物电信号所具有的微弱、低频、时变的三个基本特征,设计开发了一套植物电信号在线式检测装备。经实验分析和设备调试,该装备可成功采集植物电信号;(2)利用巴特沃斯滤波器、自适应工频滤波器结合小波阈值降噪对采集芦荟和鹅掌柴叶片电信号进行预处理;利用时域分析方法,统计植物电信号的峰峰值、均值,利用频域分析法(AR功率谱估计),芦荟和鹅掌柴叶片电信号的功率在频率域上的分布特点;小波时频分辨率可以根据信号的频率特点自适应调节分辨率的大小,因此利用小波变换在时频域分析芦荟和鹅掌柴叶片电信号在时间域上频率的分布特点;(3)利用采集系统分别采集了不同土壤水分和不同光照强度下的芦荟和鹅掌柴叶片电信号,并应用时域、频域、时频域小波分析算法对其进行分析,得到环境变化时电信号的变化趋势。该实验表明,植物电信号在线式检测装备是可以完成植物电信号的采集任务。