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TRAC-II 葉面積指數(shù)檢測(cè)儀
 
一、儀器簡(jiǎn)介
TRAC-II 葉面積指數(shù)檢測(cè)儀是在加拿大院士陳鏡明教授的*新葉面積檢測(cè)理論與算法的基礎(chǔ)上研發(fā)的。相對(duì)*代TRAC，主要改進(jìn)有：采用了無(wú)線通信，提高了檢測(cè)精度，增加了手機(jī)部分。手機(jī)可用于現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)處理、植被照相以及通話聯(lián)絡(luò)。
TRAC（Tracing Radiation and Architecture of Canopies的縮寫）是檢測(cè)葉面積指數(shù)及植被吸收光合有效輻射的光學(xué)儀器。TRAC 通過(guò)間隙大小分布及間隙率來(lái)檢測(cè)葉面積指數(shù)，可用于森林、植冠等葉面積指數(shù)的檢測(cè)，從而為森林碳匯與林業(yè)碳匯等的研究提供依據(jù)。
TRAC-II 由手機(jī)及智能傳感器兩部分構(gòu)成，采用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)交換數(shù)據(jù)。
二、手機(jī)

 
 
 
 
 
 
 
 
圖 2.1 葉面積指數(shù)檢測(cè)用控制手機(jī)
葉面積指數(shù)檢測(cè)用控制手機(jī)由特制的手機(jī)與葉面積指數(shù)處理軟件構(gòu)成，除了具有葉面積數(shù)據(jù)采集和處理的功能外，還具有電話、短信、照相、錄像、MP3等典型手機(jī)功能，便以記錄植冠的圖像信息及聯(lián)絡(luò)。
手機(jī)由集成ARM 微處理器、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)接收模塊、GPRS模塊等構(gòu)成。主要性能如下：
1) 存儲(chǔ)器： 128MB；
2) TF卡： *大 4GB；
3) 液晶： 2.8 吋觸摸彩色TFT，320×240；
4) 語(yǔ)音： 支持 mp3，mp4；
5) 視頻： 支持?jǐn)z像頭，30 萬(wàn)像素；
6) 接口： 串口、USB口、音頻接口；
7) 電池： 700mAh；
8) 功能： 藍(lán)牙、GPRS、通話、短信、彩信。
（一） TRAC系統(tǒng)進(jìn)入

 
 
 
 
 
 
 
 
 
圖 2.2  葉面積指數(shù)界面
TRAC-II 手機(jī)具有葉面積指數(shù)的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理功能，步驟如下：
1.開(kāi)機(jī)：長(zhǎng)按手機(jī)左下側(cè)邊的電源開(kāi)關(guān)按鈕開(kāi)機(jī)，并進(jìn)入手機(jī)待機(jī)界面。
2.按“右鍵”（或手寫筆點(diǎn)擊觸摸屏“程序”）進(jìn)入程序界面。也可以按“左鍵”（或手寫筆點(diǎn)擊“菜單”）→點(diǎn)擊“工具箱”→點(diǎn)擊進(jìn)入“葉面積指數(shù)”進(jìn)入界面。
（二） 數(shù)據(jù)采集
通過(guò)手寫筆或按鍵“葉面積指數(shù)”界面的“數(shù)據(jù)采集”菜單，即可進(jìn)入“數(shù)據(jù)采集”界面。

 
 
 
 
 
 
 
 
 
圖 2.3 數(shù)據(jù)采集界面
1.界面簡(jiǎn)介
界面如上圖，其中：
① Sensor Address：1：位于界面*行，顯示傳感器的地址。更換不同地址的傳感器后必須重新啟動(dòng)程序。
② Sensor Battery：:81 %：位于界面第二行，顯示傳感器電池剩余電量的百分?jǐn)?shù)，電池余量供傳感器充電參考；當(dāng)電量正常時(shí)顯示“OK”，欠電時(shí)顯示電量的百分比，如10%；
③ D: rac 20090301225148.trc：位于界面第四行，顯示傳感器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)文件的路徑和文件名；
④98 umol/m2s：位于界面第五行，顯示傳感器數(shù)據(jù)的實(shí)測(cè)值；
⑤Start/Pause/Continue 按鈕：位于界面的左下側(cè)，Start按鈕用于啟動(dòng)、暫停、繼續(xù)采集數(shù)據(jù)，根據(jù)按鍵情況自動(dòng)變換。
⑥Data按鈕：位于界面的下中側(cè)，Data 按鈕用于查看當(dāng)前傳感器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)文件中的數(shù)據(jù)情況。
⑦ Stop/Exit 按鈕：位于界面的右下側(cè)，Stop 按鈕用于停止數(shù)據(jù)采集和Exit按鈕退出數(shù)據(jù)采集界面。
2.數(shù)據(jù)采集操作
按鍵實(shí)現(xiàn)可以用觸摸屏，也可以用左右鍵，也可以用傳感器拇指鍵的長(zhǎng)按或短按。手寫筆點(diǎn)擊Start按鈕等同于按手機(jī)的左鍵，手寫筆點(diǎn)擊Stop按鈕等同于按手機(jī)的右鍵；典型的數(shù)據(jù)采集操作步驟如下：
① 開(kāi)啟智能傳感器電源，開(kāi)啟手機(jī)電源。
② 進(jìn)入“數(shù)據(jù)采集”界面。
進(jìn)入采集界面后，自動(dòng)獲取接收到數(shù)據(jù)的*個(gè)傳感器地址，并鎖定該地址直至離開(kāi)該界面。在該界面，如有接收數(shù)據(jù)，則每2 秒鐘響聲1 次，記錄數(shù)據(jù)時(shí)每1 秒響聲1 次。
③ 點(diǎn)擊處于“Start”狀態(tài)的Start 按鈕（或左鍵，或傳感器按鈕的長(zhǎng)按），開(kāi)始數(shù)據(jù)采集。
每次按此鍵后將根據(jù)系統(tǒng)時(shí)間自動(dòng)生成一個(gè)后綴為trc的傳感器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)文件，路徑默認(rèn)為“D: rac”，
文件名由數(shù)據(jù)開(kāi)始采集的時(shí)間組成，即“年月日時(shí)分秒”。在該文件中寫入一行數(shù)據(jù)采集開(kāi)始的時(shí)間信息，形如：9999 2010-03-03 02:06:29。此操作還將改變Start按鈕的狀態(tài)為“Pause”，改變Stop 按鈕的狀態(tài)為“Stop”。
④ 點(diǎn)擊處于“Pause”狀態(tài)的Start 按鈕（或左鍵），暫停數(shù)據(jù)采集。
此操作將改變Start按鈕的狀態(tài)為“Continue”。此時(shí)測(cè)試者可以短暫停留而休息。
⑤ 點(diǎn)擊處于“Continue”狀態(tài)的Start按鈕（左鍵），繼續(xù)數(shù)據(jù)采集。
此操作將在傳感器數(shù)據(jù)文件中寫入一行數(shù)據(jù)采集重新開(kāi)始的時(shí)間信息，形如：9999 2010-03-0302:06:29；此操作還將改變Start按鈕的狀態(tài)為“Pause”。
③④兩步等同于傳感器按鈕的短按。
⑥ 點(diǎn)擊處于“Stop”狀態(tài)的Stop 按鈕（或右鍵，或傳感器按鈕長(zhǎng)按），停止數(shù)據(jù)采集。
此操作將關(guān)閉當(dāng)前的傳感器數(shù)據(jù)文件（如果該文件沒(méi)有傳感器數(shù)據(jù)，將被刪除）；此操作還將改變Start按鈕的狀態(tài)為“Start”，改變Stop按鈕的狀態(tài)為“Exit”。
⑦ 點(diǎn)擊 Data 按鈕，查看傳感器數(shù)據(jù)文件中數(shù)據(jù)的狀況。
⑧ 點(diǎn)擊處于“Exit”狀態(tài)的Stop按鈕（或右鍵），退出數(shù)據(jù)采集界面。關(guān)閉智能傳感器電源。
上面的步驟并非都必要，用戶可以根據(jù)實(shí)際情況執(zhí)行其中的一些步驟，也可以重復(fù)執(zhí)行其中某些步驟；
步驟執(zhí)行的次序也隨實(shí)際情況靈活改變。
（三） 數(shù)據(jù)處理
通過(guò)手寫筆或按鍵方式選擇“葉面積指數(shù)”界面的“數(shù)據(jù)處理”菜單，即可進(jìn)入“數(shù)據(jù)處理”界面。對(duì)已采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并求出葉面積指數(shù)等參數(shù)。
1.界面簡(jiǎn)介
“數(shù)據(jù)處理”界面包括九個(gè)導(dǎo)航按鈕，分別導(dǎo)航到九個(gè)不同的功能界面，如下：
①“Data”按鈕
導(dǎo)航到傳感器數(shù)據(jù)文件選擇界面，該界面可以選擇需要處理的傳感器數(shù)據(jù)文件和設(shè)置處理后結(jié)果文件的主要標(biāo)識(shí)符。系統(tǒng)將自動(dòng)裝載缺省參數(shù)設(shè)置文件“D:Configdefault.txt”（如果該文件存在）中相應(yīng)的值，來(lái)設(shè)置文件名和主要標(biāo)識(shí)符。
用戶也可以通過(guò)點(diǎn)擊“InputFile”按鈕，在默認(rèn)路徑“D:TRAC”下選擇一個(gè)待處理的傳感器數(shù)據(jù)文件，或通過(guò)點(diǎn)擊按鈕下面的文本框，進(jìn)入輸入界面來(lái)輸入待處理的傳感器數(shù)據(jù)文件；而設(shè)置結(jié)果文件的主要標(biāo)識(shí)符，可以通過(guò)“OutFile”按鈕下面的文本框來(lái)輸入，“OutFile”按鈕的功能暫時(shí)保留。

 
 
 
 
 
 
 
 
圖 2.4 數(shù)據(jù)處理界面
在傳感器數(shù)據(jù)文件選擇界面，點(diǎn)擊“返回”按鈕（或右鍵），退回“數(shù)據(jù)處理”界面；點(diǎn)擊“確定”按鈕（或按左鍵），進(jìn)入選定文件的數(shù)據(jù)段選擇界面。
②“ParaSet1”按鈕導(dǎo)航到參數(shù)設(shè)置界面一，該界面用于設(shè)置W Loop 和DHP mode值，選中復(fù)選框即是將相應(yīng)的值置為True。
在參數(shù)設(shè)置界面一，點(diǎn)擊“返回”按鈕（或按右鍵），退回“數(shù)據(jù)處理”界面；點(diǎn)擊“確定”按鈕（或按左鍵），退回“數(shù)據(jù)處理”界面。
③“ParaSet2”按鈕導(dǎo)航到參數(shù)設(shè)置界面二。此界面用于設(shè)置葉面積計(jì)算需采用的Mean ElementWidth、Needle To Shoot、Woody ToTotal Area、Space Between Markers四個(gè)參數(shù)，其中WoodyTo Total Area 參數(shù)暫時(shí)保留，不需設(shè)置。系統(tǒng)將自動(dòng)裝載缺省參數(shù)設(shè)置文件“D:Configdefault.txt”（如果該文件存在）中相應(yīng)的參數(shù)值，來(lái)設(shè)置這些參數(shù)；用戶也可以通過(guò)點(diǎn)擊相應(yīng)的文本框，進(jìn)入輸入界面來(lái)設(shè)置。
在參數(shù)設(shè)置界面二，點(diǎn)擊“返回”按鈕（或按右鍵），退回“數(shù)據(jù)處理”界面；點(diǎn)擊“確定”按鈕（或按左鍵），退回“數(shù)據(jù)處理”界面。
④“ParaSet3”按鈕
導(dǎo)航到參數(shù)設(shè)置界面三。此界面用于設(shè)置葉面積計(jì)算需采用的PPFD Above、PPFD Minimum、Zenith Angle和Summer Time四個(gè)參數(shù)，其中文本框用于輸入?yún)?shù)值，前三個(gè)復(fù)選框用于設(shè)置是否強(qiáng)制使用輸入的參數(shù)值，第四個(gè)復(fù)選框用于設(shè)置是否采用夏令時(shí)。系統(tǒng)將自動(dòng)裝載缺省參數(shù)設(shè)置文件“D:Configdefault.txt”（如果該文件存在）中相應(yīng)的參數(shù)值，來(lái)設(shè)置這些參數(shù)；用戶也可以通過(guò)點(diǎn)擊相應(yīng)的文本框，進(jìn)入輸入界面來(lái)設(shè)置。
在參數(shù)設(shè)置界面三，點(diǎn)擊“返回”按鈕（或按右鍵），退回“數(shù)據(jù)處理”界面；點(diǎn)擊“確定”按鈕（或按左鍵），退回“數(shù)據(jù)處理”界面。
⑤“ParaSet4”按鈕
導(dǎo)航到參數(shù)設(shè)置界面四。此界面用于設(shè)置葉面積計(jì)算需采用的Latitude、Longitude、TimeLongitude參數(shù)的相關(guān)信息，其中，參數(shù)下面的單選框，用于選擇Latitude 的南、北半球，或Longitude、TimeLongitude 的東、西經(jīng)，參數(shù)下面的三個(gè)（或兩個(gè)）文本框，從左到右依次設(shè)置該參數(shù)的度、分、秒。系統(tǒng)將自動(dòng)裝載缺省參數(shù)設(shè)置文件“D:Configdefault.txt”（如果該文件存在）中相應(yīng)的參數(shù)值，來(lái)設(shè)置這些參數(shù)；用戶也可以通過(guò)點(diǎn)擊相應(yīng)的文本框或單選框，進(jìn)入輸入界面或切換單選項(xiàng)來(lái)設(shè)置。
在參數(shù)設(shè)置界面四，點(diǎn)擊“返回”按鈕（或按右鍵），退回“數(shù)據(jù)處理”界面；點(diǎn)擊“確定”按鈕（或按左鍵），退回“數(shù)據(jù)處理”界面。
⑥“ParaCheck”按鈕
執(zhí)行參數(shù)檢查并導(dǎo)航到參數(shù)檢查結(jié)果界面。對(duì)設(shè)置的參數(shù)信息（即缺省參數(shù)設(shè)置文件“D:Configdefault.txt”中的信息和選擇的數(shù)據(jù)段數(shù)Data1）進(jìn)行檢查，并打印出檢查結(jié)果：合法的參數(shù)設(shè)置顯示為參數(shù)的合法值，不合法的設(shè)置則顯示為ERROR。
在參數(shù)檢查結(jié)果界面，點(diǎn)擊“返回”按鈕（或按右鍵），退回“數(shù)據(jù)處理”界面；點(diǎn)擊“確定”按鈕（或按左鍵），退回“數(shù)據(jù)處理”界面。
⑦“QuickRun”按鈕
執(zhí)行葉面積指數(shù)計(jì)算并導(dǎo)航到葉面積指數(shù)計(jì)算結(jié)果界面。根據(jù)選定數(shù)據(jù)和設(shè)置的參數(shù)，進(jìn)行葉面積指數(shù)運(yùn)算，并顯示葉面積指數(shù)等信息。該操作還將產(chǎn)生相應(yīng)的結(jié)果文件。
執(zhí)行此功能會(huì)自動(dòng)調(diào)用參數(shù)檢查，參數(shù)無(wú)誤才會(huì)進(jìn)行葉面積指數(shù)計(jì)算，否則會(huì)彈出“Please Do ParaCheck first”子界面。
在葉面積指數(shù)計(jì)算結(jié)果界面，點(diǎn)擊“返回”按鈕（或按右鍵），退回“數(shù)據(jù)處理”界面；點(diǎn)擊“確定”按鈕（或按左鍵），退回“數(shù)據(jù)處理”界面。
⑧“SaveDef”按鈕
保留參數(shù)設(shè)置信息到缺省參數(shù)設(shè)置文件“D:Configdefault.txt ”，保存成功后會(huì)彈出"SaveParameters Success!"子界面。
執(zhí)行此功能會(huì)自動(dòng)調(diào)用參數(shù)檢查，參數(shù)無(wú)誤才會(huì)保存參數(shù)設(shè)置，否則會(huì)彈出“Please Do ParaCheck first”子界面。
在參數(shù)保留結(jié)果界面，點(diǎn)擊“返回”按鈕（或按右鍵），退回“數(shù)據(jù)處理”界面；點(diǎn)擊“確定”按鈕（或按左鍵），退回“數(shù)據(jù)處理”界面。
⑨“Run”按鈕
導(dǎo)航到 Run界面。此界面功能暫時(shí)保留，無(wú)法執(zhí)行。在Run界面，點(diǎn)擊“返回”按鈕（或按右鍵），退回“數(shù)據(jù)處理”界面；點(diǎn)擊“確定”按鈕（或按左鍵），退回“數(shù)據(jù)處理”界面。
數(shù)據(jù)段選擇界面如下圖所示：

 
 
 
 
 
 
 
圖 2.5 數(shù)據(jù)段選擇界面
①數(shù)據(jù)段選擇界面第1 行為三個(gè)按鈕，分別為：All、None、Time。點(diǎn)擊“All”按鈕，選擇所有的數(shù)據(jù)段；點(diǎn)擊“None”按鈕，不選擇任何數(shù)據(jù)段；點(diǎn)擊處于“Time”狀態(tài)的“Time”按鈕，數(shù)據(jù)段以采集時(shí)間的形式顯示，并改變按鈕狀態(tài)為“Data”；點(diǎn)擊處于“Data”狀態(tài)的“Time”按鈕，數(shù)據(jù)段以數(shù)據(jù)項(xiàng)數(shù)的形式顯示，并改變按鈕狀態(tài)為“Time”。
②數(shù)據(jù)段選擇界面第2 行至第6 行為數(shù)據(jù)段信息：*左邊的復(fù)選框可以通過(guò)觸摸筆點(diǎn)擊來(lái)選擇或取消選擇該數(shù)據(jù)段；“Segment”后面的數(shù)據(jù)表示數(shù)據(jù)段的序號(hào)；“：”后面顯示的數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)段的數(shù)據(jù)項(xiàng)數(shù)或采集時(shí)間，取決于“Time”按鈕的狀態(tài)。
③數(shù)據(jù)段選擇界面的第7 行為“Prev”、“Next”按鈕。當(dāng)選定文件的數(shù)據(jù)段較多時(shí)（大于5 段），可以通過(guò)點(diǎn)擊此兩個(gè)按鈕來(lái)切換選擇數(shù)據(jù)段的序號(hào)，即點(diǎn)擊“Prev”按鈕，進(jìn)行前5 個(gè)數(shù)據(jù)段的選擇；點(diǎn)擊“Next”按鈕，進(jìn)行后5個(gè)數(shù)據(jù)段的選擇。
④在數(shù)據(jù)段選擇界面，點(diǎn)擊“返回”按鈕（或按右鍵），退回“傳感器數(shù)據(jù)文件選擇界面”界面；點(diǎn)擊“確定”按鈕（或按左鍵），進(jìn)入“數(shù)據(jù)處理”界面。數(shù)據(jù)采集界面的Data按鈕調(diào)用類似的界面來(lái)顯示當(dāng)前傳感器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)文件的數(shù)據(jù)狀況，只是少了All、None、Time按鈕和數(shù)據(jù)段左側(cè)的復(fù)選框。
2.數(shù)據(jù)采集的系統(tǒng)配置
為了順利進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，系統(tǒng)默認(rèn)進(jìn)行一些配置：
①輸入傳感器數(shù)據(jù)文件和輸出葉面積指數(shù)計(jì)算結(jié)果文件均處于路徑“D:TRAC”下。
②缺省參數(shù)設(shè)置文件的路徑和文件名為“D:Configdefault.txt”，保留的信息和格式形如下圖：
 
 
 
 
 
 

圖 2.6 系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置格式
③系統(tǒng)啟動(dòng)后，將裝載缺省參數(shù)設(shè)置文件一次；如需重新裝載，需關(guān)機(jī)后重啟系統(tǒng)。
④系統(tǒng)計(jì)算結(jié)果的輸出文件名為“結(jié)果文件的主要標(biāo)識(shí)符”+“_lai2.txt”，包含Solar zenith angle、kmt、omega0、LAI等信息，其中，LAI為葉面積指數(shù)。
3.數(shù)據(jù)處理操作
典型的數(shù)據(jù)處理操作步驟如下：
①進(jìn)入“數(shù)據(jù)處理”界面。
②點(diǎn)擊“Data”按鈕，導(dǎo)航到傳感器數(shù)據(jù)文件選擇界面，參照“界面簡(jiǎn)介”段，選擇需處理的數(shù)據(jù)文件和設(shè)置輸出文件主要標(biāo)識(shí)符。點(diǎn)擊“確定”按鈕，參照“界面簡(jiǎn)介”段，選擇需處理的數(shù)據(jù)段。
③點(diǎn)擊“ParaSet1”按鈕，導(dǎo)航到參數(shù)設(shè)置界面一，參照“界面簡(jiǎn)介”段，設(shè)置W Loop和DHP mode參數(shù)的值。
④點(diǎn)擊“ParaSet2”按鈕，導(dǎo)航到參數(shù)設(shè)置界面二，參照“界面簡(jiǎn)介”段，設(shè)置Mean ElementWidth、Needle To Shoot、Space Between Markers參數(shù)的值。
⑤點(diǎn)擊“ParaSet3”按鈕，導(dǎo)航到參數(shù)設(shè)置界面三，參照“界面簡(jiǎn)介”段，設(shè)置PPFD Above、PPFDMinimum、ZenithAngle和Summer Time參數(shù)的值。
⑥點(diǎn)擊“ParaSet4”按鈕，導(dǎo)航到參數(shù)設(shè)置界面四，參照“界面簡(jiǎn)介”段，設(shè)置Latitude、Longitude、TimeLongitude參數(shù)的相關(guān)信息。
⑦點(diǎn)擊“ParaCheck”按鈕，執(zhí)行參數(shù)檢查并導(dǎo)航到參數(shù)檢查結(jié)果界面，如果存在ERROR參數(shù)項(xiàng)，返回相關(guān)的參數(shù)設(shè)置界面進(jìn)行修改，并重新檢查。
⑧點(diǎn)擊“QuickRun”按鈕（自動(dòng)調(diào)用“ParaCheck”按鈕功能，可略去步驟⑧），執(zhí)行葉面積指數(shù)計(jì)算并導(dǎo)航到葉面積指數(shù)計(jì)算結(jié)果界面，其中，“LAI=”后面的數(shù)值為計(jì)算所得的葉面積指數(shù)值。計(jì)算結(jié)果也可以到相應(yīng)的結(jié)果文件中查閱詳細(xì)信息。
⑨ 如果該組參數(shù)經(jīng)常使用，可以點(diǎn)擊“SaveDef”按鈕將它們保留到缺省參數(shù)設(shè)置文件“D:Configdefault.txt”中。
三、智能傳感器
智能傳感器是葉面積指數(shù)檢測(cè)儀的光量子數(shù)據(jù)獲取及預(yù)處理部分。由光量子傳感器、水平儀、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、微處理器、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)等構(gòu)成。適當(dāng)利用外力，智能傳感器的關(guān)節(jié)部位可以根據(jù)需要轉(zhuǎn)動(dòng)，檢測(cè)時(shí)利用水平儀，使傳感器保持水平。
傳感器在有陽(yáng)光時(shí)使用，光合有效輻射通過(guò)光量子傳感器轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，進(jìn)行放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換后、數(shù)據(jù)處理后轉(zhuǎn)化為光量子數(shù)據(jù)，并經(jīng)過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到手機(jī)。

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
圖 3.1 智能傳感器
智能傳感器的手柄的后側(cè)是充電插座。智能傳感器的前側(cè)有兩個(gè)按鈕。下部按鈕是電源開(kāi)關(guān)。上部按鈕是控制按鈕，只要手機(jī)處于數(shù)據(jù)采集界面，傳感器可以控制數(shù)據(jù)采集：
“長(zhǎng)按”控制按鈕則可開(kāi)始采集數(shù)據(jù)，手機(jī)的“滴”聲間隔變短，并開(kāi)始記錄數(shù)據(jù)；
“短按”控制按鈕可以插入時(shí)間標(biāo)記；
再次“長(zhǎng)按”可以暫停數(shù)據(jù)采集，手機(jī)的“滴”聲間隔變長(zhǎng)，并停止記錄數(shù)據(jù)。
如“長(zhǎng)按”超過(guò)10 秒鐘時(shí)，傳感器自動(dòng)校零，即此時(shí)傳感器應(yīng)處在擋光或在黑暗處。
傳感器電池不足時(shí)的電量以及傳感器的溫度可以在手機(jī)的數(shù)據(jù)采集界面中顯示出來(lái)。當(dāng)電池余量小于10%時(shí)，應(yīng)該對(duì)傳感器進(jìn)行充電。
四、數(shù)據(jù)處理軟件
利用USB 連接器，可以把手機(jī)作為U 盤，進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取、文件刪除、文件維護(hù)等操作。手機(jī)開(kāi)機(jī)連接時(shí)，USB連接時(shí)手機(jī)端選項(xiàng)必須選擇1.存儲(chǔ)器裝置才能讀取數(shù)據(jù)。
手機(jī)關(guān)機(jī)連接時(shí)，直接作為U盤處理。數(shù)據(jù)文件保存于名為TRAC的文件夾中，需要時(shí)可拷貝到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行處理。
計(jì)算機(jī)端數(shù)據(jù)處理軟件TRACWin5.0.1.exe，存放于手機(jī)的TRAC文件夾中，可以直接拷貝到計(jì)算機(jī)中運(yùn)行。
（一）功能簡(jiǎn)介
TRACwin是TRAC儀器的數(shù)據(jù)處理軟件，該軟件基于Windows操作系統(tǒng)，采用Windows 常用的窗體、按鈕、輸入框、復(fù)選框、標(biāo)簽等軟件交互方式，具有葉面積指數(shù)（LAI）的計(jì)算和結(jié)果分析等功能。
（二）TRACwin安裝、啟動(dòng)和刪除
TRACwin 是一個(gè)綠色軟件，軟件安裝只需直接將TRACWin5.0.1.exe拷貝到某一硬盤目錄下即可。然后，可以雙擊TRACWin5.0.1.exe文件啟動(dòng)TRACwin。
為了更方便的啟動(dòng)TRACwin，可以在計(jì)算機(jī)的桌面上設(shè)置軟件的快捷方式。設(shè)置快捷方式并啟動(dòng)TRACwi 步驟如下：
1.在TRACWin5.0.1.exe文件上點(diǎn)鼠標(biāo)右鍵，在彈出菜單中點(diǎn)擊“創(chuàng)建快捷方式”項(xiàng)，則可在該目錄下生成一個(gè)名字如“快捷方式到 TRACWin5.0.1.exe”的快捷方式。
2.修改快捷方式名字為“TRACWin”，剪切該快捷方式到桌面，得到的桌面快捷方式如圖4.1：

 
 
圖 4.1 TRACwin快捷方式
3.雙擊快捷方式“TRACWin”，即可啟動(dòng)TRACwin。TRACwin 的刪除只需直接刪除TRACWin5.0.1.exe 文件和相應(yīng)的快捷方式。
（三）名詞解析
1. 輸入文件：LAI計(jì)算所需的輸入數(shù)據(jù)的文件。該文件以“trc”為類型擴(kuò)展名，記錄TRAC儀器采集的PPFD 數(shù)據(jù)；文件中包含兩類數(shù)據(jù)行：以“9999”開(kāi)頭的數(shù)據(jù)行，記錄了該數(shù)據(jù)段采集的時(shí)間。
2. 時(shí)間標(biāo)簽：trc 輸入文件（文件擴(kuò)展名為.trc）中，以“9999”開(kāi)頭的數(shù)據(jù)行，稱為時(shí)間標(biāo)簽。時(shí)間標(biāo)簽包含數(shù)據(jù)段的采集時(shí)間，如：時(shí)間標(biāo)簽“9999 2004-08-09 11:20:24”標(biāo)示數(shù)據(jù)段的采集時(shí)間為2004 年8 月9 日11 點(diǎn)20 分24秒。
3. 數(shù)據(jù)段(Segment)：輸入文件中的一段（或一塊）數(shù)據(jù)，每一段數(shù)據(jù)從時(shí)間標(biāo)簽開(kāi)始，到下一個(gè)時(shí)間標(biāo)簽結(jié)束，并將開(kāi)始處的時(shí)間標(biāo)簽作為該段的時(shí)間標(biāo)簽。
4. 輸出文件：LAI計(jì)算結(jié)果的輸出文件。TRACwin正常處理數(shù)據(jù)一般會(huì)產(chǎn)生三種輸出文件，這些文件的文件頭一般會(huì)包含：日期、軟件版本、使用數(shù)據(jù)文件的路徑文件名以及參與LAI計(jì)算的數(shù)據(jù)段的段號(hào)等信息。
5. *.lai輸出文件：TRACwin輸出文件的一類，該文件給出叢聚指數(shù)、葉面積指數(shù)LAI等重要結(jié)果信息。該類文件的實(shí)例如圖4.2。

 
 
 
 
 
 
 
 
 
圖 4.2 *.lai輸出文件
6. *.fmr 輸出文件：TRACwin輸出文件的一類，該文件給出測(cè)得的間隙尺寸分布Fm、去除處理后的間隙尺寸分布Fmr、隨機(jī)情況下的間隙尺寸分布Fr 等重要結(jié)果信息。該類文件的實(shí)例如圖4.3。

 
 
圖 4.3 *.fmr 輸出文件
7. *.pfl輸出文件：TRACwin輸出文件的一類，該文件給出不同長(zhǎng)度（長(zhǎng)度為l）探針落入光斑內(nèi)的概率P(l)、以及F(l)和W(P(l))等重要結(jié)果信息。該類文件的實(shí)例如圖4.4

 
 
圖 4.4 *.pfl輸出文件
8. *.sts輸出文件：TRACwin輸出文件的一類，它由“processsegments”按鈕產(chǎn)生，該文件給出一些來(lái)自于不同段*.lai輸出文件的統(tǒng)計(jì)信息。該類文件的實(shí)例如圖4.5。

 
 
 
圖 4.5 *.sts輸出文件
9. needle-to-shoot ratio：參與LAI計(jì)算的參數(shù)之一。當(dāng)所處理的樹(shù)冠是平葉時(shí)，該參數(shù)為1；如為針葉，該參數(shù)應(yīng)取更大一點(diǎn)的值。needle-to-shoot ratio的一些典型的參照值如下：
• Black spruce (Picea mariana): 1.30-1.40;
• Jack pine (Pinus Banksiana): 1.20-1.40;
• Red pine (Pinus resinosa): 2.08,
• Scots pine (Pinus sylvestris): 1.75;
• Douglas Fir (Pseudotsuga menziesii): 1.77
10. Woody to total area ratio：參與LAI計(jì)算的參數(shù)之一。該參數(shù)取0時(shí)，表示TRAC沒(méi)有“看到”任何樹(shù)木。Woody to total area ratio的一些典型的參照值如下：
• Black spruce (Picea mariana): 0.12-0.17;
• Jack pine (young) (Pinus Banksiana): 0.03-0.05;
• Jack pine (old) (Pinus Banksiana): 0.11-0.34;
• Red pine (Pinus resinosa): 0.07,
• Douglas Fir (Pseudotsuga menziesii): 0.08
• Aspen (Populous tremuloides): 0.21-0.22
• Oak-hickory: 0.11
• Sitka spruce: 0.23
（四）TRACwin界面介紹
TRACwin 軟件的主界面集成了葉面積計(jì)算和結(jié)果展示等各種功能，界面如圖4.6，它包括輸入輸出文件設(shè)置區(qū)、數(shù)據(jù)顯示和選擇區(qū)、參數(shù)設(shè)置區(qū)、功能按鈕區(qū)、計(jì)算結(jié)果顯示區(qū)等主要子區(qū)域。各子區(qū)域的主要功能和操作方式如下：

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
圖 4.6 TRACwin主界面
1. 輸入輸出文件設(shè)置區(qū)對(duì)應(yīng)圖4.6 中的區(qū)域“①”，主要用來(lái)選擇用于計(jì)算LAI 的數(shù)據(jù)文件和設(shè)置計(jì)算結(jié)果的輸出文件。
點(diǎn)擊區(qū)域①中的“Input File”按鈕，在彈出的文件打開(kāi)對(duì)話框（如圖4.7）中，選擇trc 輸入文件，并點(diǎn)擊“打開(kāi)”按鈕，即可設(shè)置LAI 計(jì)算所需的輸入文件。設(shè)置完成后，“Input File”按鈕后面的文本框顯示該文件的路徑文件名。
點(diǎn)擊區(qū)域①中的“Output File”按鈕，在彈出的文件另存為對(duì)話框（如圖4.8）中，選擇lai輸出文件（文件擴(kuò)展名為.lai），并點(diǎn)擊“保存”按鈕，即可設(shè)置LAI 計(jì)算主要結(jié)果的輸出文件。設(shè)置完成后，“Output File”按鈕后面的文本框顯示該文件的路徑文件名。

 
 
 
 
 
 
圖 4.7 文件打開(kāi)對(duì)話框

 
 
 
 
 
 
圖 4.8 文件另存為對(duì)話框
2. 數(shù)據(jù)顯示和選擇區(qū)對(duì)應(yīng)圖4.6 中的區(qū)域“②”，主要用來(lái)分段顯示trc 輸入文件的數(shù)據(jù)，并能選擇參與計(jì)算的數(shù)據(jù)段。
輸入文件設(shè)置（設(shè)置操作參照區(qū)域①操作）完成后，TRACwin加載該文件，并顯示該文件的詳細(xì)信息：區(qū)域②頂部標(biāo)簽顯示數(shù)據(jù)點(diǎn)和數(shù)據(jù)段的總數(shù)，如“9390datapoints in 12”標(biāo)示輸入的數(shù)據(jù)點(diǎn)總數(shù)為9390 個(gè)，數(shù)據(jù)段總數(shù)為12 個(gè)；區(qū)域②頂部的“Time”按鈕用于切換數(shù)據(jù)段的顯示方式，點(diǎn)擊“Time”文本的該按鈕，區(qū)域②中部顯示各數(shù)據(jù)段的采集時(shí)間，且按鈕文本變?yōu)?ldquo;Data”，點(diǎn)擊“Data”文本的該按鈕，區(qū)域②中部顯示各數(shù)據(jù)段的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)目，且按鈕文本變?yōu)?ldquo;Time”；區(qū)域②中部顯示各數(shù)據(jù)段的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)目或各數(shù)據(jù)段的采集時(shí)間；區(qū)域②中下部有“BACK”和“MORE”兩個(gè)按鈕，當(dāng)輸入的數(shù)據(jù)段數(shù)目過(guò)大，無(wú)法在一頁(yè)內(nèi)顯示時(shí)，“BACK”和“MORE”按鈕用來(lái)減小或增大頁(yè)碼；區(qū)域②底部的狀態(tài)條顯示是否選擇了數(shù)據(jù)段，如果沒(méi)有選中任何數(shù)據(jù)段，狀態(tài)條呈白色，否則呈淡藍(lán)色。
選擇參與LAI 計(jì)算的數(shù)據(jù)段的方式有：勾選區(qū)域②中部的復(fù)選框，則可選擇該復(fù)選框后面的數(shù)據(jù)段；點(diǎn)擊區(qū)域②頂部的“ALL”按鈕，則可以選擇所有的數(shù)據(jù)段；點(diǎn)擊區(qū)域②頂部的“NONE”按鈕，則可以取消對(duì)所有數(shù)據(jù)段的選擇。
3. 參數(shù)設(shè)置區(qū)對(duì)應(yīng)圖4.6 中的區(qū)域“③”，主要用于設(shè)置LAI 計(jì)算所需的各種參數(shù)。
用戶可以在Needle-to-shoot、Woody to Total Area、Mean Element Width(mm)、Spacing Between Markers(m)、PPFD Above、PPFD Minimum、Forced Zenith Angle、Latitude、Longitude 等標(biāo)簽后的文本框中輸入這些參數(shù)的設(shè)置值，其中Latitude、Longitude 后的三個(gè)文本框分別輸入測(cè)量位置所處的經(jīng)度和緯度的度、分、秒值，Reference Time Zone Longitude 后的兩個(gè)文本框則分別輸入測(cè)量位置所在時(shí)區(qū)參考經(jīng)度的度、分值。相關(guān)參數(shù)的具體設(shè)置方法及范圍見(jiàn)軟件運(yùn)行時(shí)鼠標(biāo)劃過(guò)該參數(shù)時(shí)彈出的標(biāo)簽提示。
Forced 標(biāo)簽前的復(fù)選框標(biāo)示該標(biāo)簽所在行的參數(shù)是否強(qiáng)制使用設(shè)置值，如果勾選復(fù)選框，則對(duì)應(yīng)參數(shù)強(qiáng)制使用文本框的設(shè)置值。Latitude 后的單選框標(biāo)示它是NorthLatitude 還是South Latitude，如果點(diǎn)選North 前的單選框，則設(shè)置為North Latitude。同理可設(shè)置Longitude 和Reference Time Zone Longitude。Reference Time 和Reference Time+1hr用于設(shè)置是否使用夏令時(shí)，點(diǎn)選后者則設(shè)置使用夏令時(shí)。
4. 功能按鈕區(qū)對(duì)應(yīng)圖4.6 中的區(qū)域“④”，包含用于實(shí)施LAI 計(jì)算、數(shù)據(jù)展示和系統(tǒng)退出等功能按鈕。下面分別介紹各按鈕的對(duì)應(yīng)功能：
“Exit”按鈕：退出TRACwin。
“About”按鈕：顯示TRACwin的版本、編制者、版權(quán)等信息。
“Histogram”按鈕：以柱狀圖顯示數(shù)據(jù)段的數(shù)據(jù)分布。
Histogram界面如圖4.9 所示，界面上部為圖像顯示區(qū)域，顯示圖像為柱狀圖，其橫坐標(biāo)為數(shù)據(jù)點(diǎn)的數(shù)值大小、縱坐標(biāo)為對(duì)應(yīng)數(shù)值大小的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)目；界面中部的“<<<”、“<”、“>”、“>>>”四個(gè)按鈕分別用于左平移（顯示坐標(biāo)減850）、左平移（顯示坐標(biāo)減150）、右平移（顯示坐標(biāo)加150）、右平移（顯示坐標(biāo)加850）柱狀圖；界面中部的“Zoom Out”、“Zoom In”兩個(gè)按鈕分別用于放大（顯示規(guī)模乘以2）、縮小（顯示規(guī)模除以2）顯示的柱狀圖；界面底部的“PlotColour”按鈕用于設(shè)置圖像中線條的顏色，“Save…”按鈕用于以ASCII 碼的形式保存圖像的信息，“OK”按鈕用于關(guān)閉界面。
“Copy”按鈕用于保存選擇的數(shù)據(jù)段到一個(gè)新的trc文件中去。Copy界面如圖4.10，界面頂部的“Save in…”按鈕用于選擇新trc文件的文件名；界面中部顯示將被保存到新trc文件中去的數(shù)據(jù)段段號(hào)；界面中下部的文本框和復(fù)選框用于反轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，如果勾選了復(fù)選框，則先用文本框中的數(shù)值減去選定段的數(shù)據(jù)，然后保存這些數(shù)據(jù)；界面底部的“OK”按鈕用于保存選定段數(shù)據(jù)到新trc 文件中并退出界面，“Cancel”按鈕則不保存數(shù)據(jù)且退出界面。

 
 
 
 
 
 
圖 4.9 Histogram圖像輸出界面

 
 
 
 
 
 
圖 4.10 Copy界面
“Append”按鈕用于添加新的數(shù)據(jù)段到已打開(kāi)數(shù)據(jù)段的尾部。點(diǎn)擊“Append”按鈕將打開(kāi)一個(gè)形如圖4.7 的文件打開(kāi)對(duì)話框，選擇需要追加數(shù)據(jù)段所在的文件并點(diǎn)“打開(kāi)”按鈕打開(kāi)，則新打開(kāi)文件的數(shù)據(jù)段添加已打開(kāi)數(shù)據(jù)段的尾部。
“Mean”按鈕用于計(jì)算并顯示選定段的Mean PPFD值，界面如圖4.11。界面頂部的“OK”按鈕用于關(guān)閉該界面；界面中部的文本框顯示計(jì)算出來(lái)的當(dāng)前選定段的MeanPPFD；界面底部的復(fù)選框用于設(shè)置是否采用計(jì)算出來(lái)的Mean PPFD 來(lái)設(shè)置PPFD Above參數(shù)，如果勾選復(fù)選框，則在點(diǎn)擊“OK”按鈕后，PPFD Above參數(shù)被設(shè)置為MeanPPFD 值。

 
 
 
 
 
 
圖 4.11 Mean PPFD 界面
“PPFD Plot”按鈕用于顯示PPFD 的柱狀圖，圖像顯示界面與圖4.9 界面類似。界面顯示的柱狀圖，以數(shù)據(jù)點(diǎn)的輸入順序（即在文件中的排列順序）為橫坐標(biāo)、以數(shù)據(jù)點(diǎn)的數(shù)值大小為縱坐標(biāo)。

 
 
 
 
 
 
圖 4.12 Mean PPFD 界面
“F Plots”按鈕用于顯示Fm、Fmr、Fr 的折線圖，圖像顯示界面與圖4.9 界面類似。界面顯示的折線圖如圖4.12 所示，折線圖以Lambda 為橫坐標(biāo)，分別以不同顏色的折線顯示Fm、Fmr、Fr 的變化趨勢(shì)和差異。“F Plots”按鈕功能的調(diào)用必須先調(diào)用“Process”或“Process Segments”按鈕功能，即必須生成*.fmr 輸出文件，“F Plots”按鈕功能主要以該文件的數(shù)值為顯示依據(jù)。
“W-Omega”按鈕用于顯示OmegaE 的散點(diǎn)圖，圖像顯示界面與圖4.9 界面類似。界面顯示的散點(diǎn)圖如圖4.13，散點(diǎn)圖以Width 為橫坐標(biāo)，以數(shù)值點(diǎn)的形式顯示OmegaE 的變化趨勢(shì)，其中，紅色數(shù)據(jù)點(diǎn)為選定參與LAI計(jì)算的OmegaE 值。“W-Omega”按鈕功能的調(diào)用必須先調(diào)用“Process”或“Process Segments”按鈕功能，即必須生成*.lai 輸出文件，“W-Omega”按鈕功能主要以該文件的數(shù)值為顯示依據(jù)。

 
 
 
 
 
 
 
 
圖 4.13W-Omega 界面
“Process”按鈕將所有選定數(shù)據(jù)段視為一個(gè)整體，實(shí)施LAI計(jì)算，并生成*.fmr、*.lai、*.pfl三個(gè)輸出文件，用于記錄計(jì)算結(jié)果信息。
“Process Segments”按鈕將對(duì)各個(gè)數(shù)據(jù)段分別實(shí)施LAI計(jì)算，并生成各個(gè)段對(duì)應(yīng)的*.fmr、*.lai輸出文件；同時(shí)，“Process Segments”按鈕調(diào)用“Process”按鈕功能，即將所有選定數(shù)據(jù)段視為一個(gè)整體，實(shí)施LAI計(jì)算并生成*.fmr、*.lai、*.pfl輸出文件記錄結(jié)果信息；此外，“ProcessSegments”按鈕生成*.sta、*.sts 輸出文件，記錄各數(shù)據(jù)段計(jì)算結(jié)果的統(tǒng)計(jì)信息。
5. 計(jì)算結(jié)果顯示區(qū)對(duì)應(yīng)圖4.6 中的區(qū)域“⑤”，用于顯示LAI 計(jì)算的LAI、Omega、F_Par 等重要結(jié)果信息。
（五）TRACwin數(shù)據(jù)處理實(shí)例
典型的TRACwin 計(jì)算LAI 的步驟如下（實(shí)例界面如圖4.14）：
1. 雙擊TRACWin 快捷方式或TRACWin5.0.1.exe 文件，啟動(dòng)TRACwin軟件。
2. 點(diǎn)擊區(qū)域①中“Input File”按鈕，在彈出的文件打開(kāi)對(duì)話框中，選擇trc 輸入文件，并點(diǎn)擊“打開(kāi)”按鈕，即可設(shè)置LAI 計(jì)算所需的輸入文件。
3. 點(diǎn)擊區(qū)域①中的“Output File”按鈕，在彈出的文件另存為對(duì)話框中，選擇lai輸出
文件，并點(diǎn)擊“保存”按鈕，即可設(shè)置LAI 計(jì)算主要結(jié)果的輸出文件。輸出文件的路徑文件名也可以采用TRACWin 默認(rèn)方式，即與輸入文件同路徑同文件名，只是擴(kuò)展名為lai。

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
圖 4.14 TRACwin數(shù)據(jù)處理實(shí)例
4. 在區(qū)域②中，勾選需參與計(jì)算的數(shù)據(jù)段，實(shí)例勾選Segment 1、Segment 3。
5. 在區(qū)域③中，設(shè)置LAI 計(jì)算所需的各種參數(shù)。如實(shí)例設(shè)置PPFD Above 為1500。大部分參數(shù)會(huì)自動(dòng)裝載上次參與LAI 計(jì)算時(shí)的設(shè)置值，因而該步驟只需對(duì)部分參數(shù)進(jìn)行修改。
6. 在區(qū)域④中，點(diǎn)擊“Process”按鈕，實(shí)施LAI 計(jì)算。該步驟還可調(diào)用“Copy”、“Append”、“Mean”、“PPFDPlot”、“Process Segments”按鈕功能，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析或處理。
7. 在區(qū)域⑤中，查看LAI、Omega 等重要結(jié)果信息。該步驟還可調(diào)用“W-Omega”、“F Plots”按鈕功能，以圖像顯示方式查看輸出結(jié)果；還可以打開(kāi)*.lai、*.pfl、*.fmr 等類型的輸出文件，查看詳細(xì)的輸出結(jié)果。
五、系統(tǒng)及維護(hù)
（一）手機(jī)充電
本手機(jī)與普通手機(jī)一樣，需要根據(jù)電量提示及時(shí)充電?？梢蚤_(kāi)機(jī)或關(guān)機(jī)充電，建議關(guān)機(jī)充電。
1、通過(guò)USB 連接線連接手機(jī)到充電器或計(jì)算機(jī)進(jìn)行充電。
2、根據(jù)手機(jī)充電提示，如提示充電完畢后斷開(kāi)電源并拔出USB連接線。
（二）智能傳感器充電
1、擰開(kāi)充電插座保護(hù)外套，連接傳感器充電電纜到充電器（與手機(jī)共用充電器）或計(jì)算機(jī)開(kāi)始充電。
2、充電到充電器指示燈變換顏色表示充電完畢或充電。
2 小時(shí)后，拔下充電器電源及充電器連接線。
3、擰好充電插座保護(hù)外套。
（三）儀表及附件
1. 手機(jī) 1
2. 智能傳感器 1
3. 數(shù)據(jù)處理軟件 1
4. 充電器 1
5. USB連接線 1
6. 傳感器充電電纜 1
7. 使用說(shuō)明書 1
8. 保修卡 1
9. 產(chǎn)品合格證 1
10. 包裝箱 1
（四）產(chǎn)品保修
保修時(shí)間：2年
人為損壞或保修期外酌情收費(fèi)。
六、注意事項(xiàng)
1. 本儀器適合在有直射光的情況下使用；
2. 電池欠電（顯示小于10%）時(shí)請(qǐng)及時(shí)充電；
3. 機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)困難時(shí)請(qǐng)潤(rùn)滑，避免用力過(guò)大受損；
4. 傳感器打開(kāi)電源時(shí)，手機(jī)端軟件才可正常工作。