作物育/选种过程中需要考察样本植株个体生长周期内的生理指标与生长环境相关参数,一般是采用人工方式对这些数据进行高频次的精准采集,通常情况下样本的基数大,数据采集的周期长,因此为提高育/选种过程的自动化水平,本文以微型AGV为基础结合ARM嵌入式技术、RFID技术、传感器技术以及无线通信等技术设计了一套可自主对盆栽作物个体进行数据采集的系统。系统由微型AGV系统、车载数据采集系统以及通讯与控制系统3个子系统构成。进行数据采集作业时,先通过通讯与控制系统的系统监控软件设置系统的相关参数,将系统调整到合适的工作模式,然后再发出相应的作业指令;微型AGV接收到作业指令后会根据指令信息自动沿规划的作业路径移动,当识别到目标样本点时微型AGV停车,并通过车载数据采集系统获取样本植株个体的全貌图像以及环境信息。微型AGV系统包括控制单元、行走单元、导引单元以及定位单元4部分,车体长260mm、宽170mm、高100mm,其底盘高度为60mm,轮子半径为40mm,设计最高移动速度为0.5m/s,微型AGV系统控制单元采用基于ARM1176JZF-S核S3C6410作为系统的控制核心;行走单元采用4个GA20Y180微型直流减速电机为系统提供动力,并采用基于L293D芯片的电机控制模块实现行动控制功能;导航单元采用光电传感器模块实现引导功能,并通过2级导航模式实现微型AGV的可靠导航;定位单元采用RFID技术和光电识别技术相结合的定位模式,保证了微型AGV移动过程中的精确定位。车载数据采集系统包括图像采集单元、环境信息采集单元、数据处理单元以及数据存储单元4部分,图像采集单元由CCD摄像头与自动升降装置2部分构成,具有采集样本植株全貌图像的功能;环境信息采集单元可以通过传感器对样本植株周围的环境信息(温湿度、CO2浓度、光照强度)进行采集;数据处理单元通过数据处理算法对采集的环境数据进行处理,以保证系统获取精准有效的数据;数据存储单元采用SD卡作为存储介质,并引入FAT文件系统对SD卡的文件进行组织和管理。通信与控制系统包括车载通信单元和系统监控软件2部分,车载通信单元通过ZTE-AC200 3G通信模块实现系统远程无线通信的功能;系统监控软件负责对系统进行监测和控制,软件是在Delphi11环境下开发,并采用TCP/IP协议以及Socket同步阻塞通信方式实现网络通信功能。为验证系统性能和可行性,以温室栽培的盆栽大豆作为样本进行实地试验,试验过程中系统运行稳定,微型AGV能准确选择作业路径,没有出现脱轨现象,样本点定位误差小于6mm,采集160个样本点的数据需要时间约为9分钟,采集效率相对人工方式有大幅度提高;实验结果表明,系统采集的样本图像完整清晰且一致性好,每个样本图像的大小约为200k B,图像质量能够满足后期处理的要求;系统采集的环境信息数据与人工方式采集的数据平均误差小于2%,满足数据采集精度的设计要求。该研究解决了育/选种过程中需要人工方式采集样本植株个体数据的问题,为育/选种过程中盆栽作物相关数据的自动化采集提供了参考。