农业的可持续发展要求以最少的投入获得最大的产出，精细农业为农业的可持续发展提供了一条很好的途径。精细农业的核心思想是变量管理，因此快速、实时的获取作物的生长状态以便于进行管理非常追切。近年来温室生产规模不断扩大，温室生产的高效化管理也逐渐提上日程。本文正是在这种背景下，研究了快速获取温室作物生长状态的检测技术与方法，为温室生产的高效化管理打下基础。主要研究内容如下： 1．研究了温室条件下，利用黄瓜叶片的光谱反射率预测其生长状态(叶绿素、氮素、磷、水分)的可行性，找到了叶片光谱反射率与叶绿素、氮素、磷、水含量的相关关系，并分析出了敏感波段，及最佳波长。利用最佳波长处的光谱反射率与多种建模方法如SLR、MLR、PLSR建立了预测叶片叶绿素、氮素含量的模型：在NDVI的基础上提出了一个新的光谱指数NDCI，并基于NDCI建立了叶片叶绿素、氮素含量的预测模型，获得了比较好的预测效果，为作物长势检测仪的开发打下了基础；利用ANN、SVM建模方法建立了叶片磷素、水含量与其光谱反射率间的模型，并对两种建模方法的预测结果进行了比较分析；利用整株光谱和ANN、SVM建模方法对黄瓜的生长状态进行了建模分析。 2．研究了温室条件下，番茄叶片处于生长状态(叶片生长在植株上)和非生长状态(叶片被剪下)两种情况下，利用番茄叶片光谱反射率预测其长势条件(叶绿素、氮素)的可行性，找到了叶片光谱反射率与叶绿素、氮素含量的相关关系，并分析出了敏感波段，及最佳波长。利用最佳波长处的光谱反射率与多种建模方法如SLR、MLR、PLSR建立了预测叶片叶绿素、氮素含量的模型；利用NDCI建立了叶片的叶绿素、氮素含量预测模型，获得了比较好的预测效果。 3．在方法研究的基础上，开发了第一代作物长势检测仪。长势检测仪利用光纤作为采光器件、利用滤光片获取所需要的最佳敏感波长、利用光电池作为光电传感器、自行设计的光纤接头消除了光电转换部分的外界干扰；放大电路的设计保证了光电转换部分较高的信噪比、12位的A/D转换器满足了测量精度要求、64K的存储容量保证了数据的可靠存储、液晶屏保证了测量结果的正常显示、串行通讯接口使得仪器可以与PC机进行通讯；用VB6.0设计的上位机软件可以通过串行通讯接收检测仪中存储的数据，也可以给检测仪传输参数，以修改检测仪内嵌的模型。 4．在第一代作物长势检测仪的基础上，扩展了仪器功能，进行了第二代长势检测仪的开发。与第一代长势检测仪相比：第二代长势检测仪提高了存储容量，由64K提高到128K：增加了诊断功能，在仪器内部存储了专家知识，在得到测量结果后，立即通过专家分析，显示出诊断结果：增加了作物种类及生长期的选择功能，可以通过仪器控制面板上的选择按钮，根据需要选择不同的作物及生长期，仪器会提供相应的模型；扩大了液晶显示屏的显示功能，由原来的只能显示测量结果，扩大为不仅能显示测量结果，而且能同时显示诊断结果，即作物长势的好坏；扩展了上位机软件的功能，将仪器内部所有内嵌模型的参数通过Access数据库进行管理，可以方便的实现仪器内部模型的增加、修改、删除等操作。