随着人们对植物保护意识的不断提高和相关研究技术的不断发展，植物特征信息的提取以及建立基于植物特征信息的数据库已成为当前研究的热点。叶片是植物的重要器官，而叶片的微观结构，尤其是细胞的形态特征，是植物的指纹性特征;叶片的显微光谱可以间接反映植物的生长状态。因此研究植物叶片的显微结构和显微光谱对植物叶片微观结构的认识、植物的识别和植物信息数据库的建立具有重要作用。本文首先探讨适合于植物叶片显微结构和显微光谱测量的温度测控平台的设计和实现，然后利用该平台测量与分析植物叶片显微结构形态参数（细胞的面积、周长和直径等）分布规律以及形态参数随外界条件的变化，植物叶片在不同状态时的显微光谱。论文主要围绕以下两方面展开:　　 1、适合于叶片显微结构和显微光谱测量的温度测控平台的设计与实现。该平台的设计与实现包括硬件和软件两部分。①硬件部分由加热装置、制冷装置和温度测控系统组成。其中加热装置由内嵌加热棒的铝合金板及其外部的保温层构成;制冷装置由TEC制冷器、散热片和绝热材料等组成;温度测控系统采用STC12C5A60S2单片机作为处理器，包括单片机模块、温度采集模块、加热控制模块、制冷控制模块、USB转串口通讯模块、键盘控制和液晶显示模块等。②软件部分由单片机应用程序和上位机程序两部分组成。其中单片应用程序包括主程序模块、数据采集模块、数据处理模块和串口通讯模块等;上位机程序主要包括控制界面、串口通讯和数据处理与显示等部分。软件部分还对积分分离的PID控制算法进行设计，并通过数值计算和实验测定获得算法的最优参数值。　　 2、植物叶片显微结构和显微光谱的测试与分析。①显微结构方面:在室温下对植物叶片表皮细胞的形态参数进行统计及分析，得到了各参数值分布情况。利用设计的温度测控平台将样品加热至35℃，在不同时刻对形态参数进行测试，得到了微观参数变化与高温不同时间的关系。②显微光谱方面:对不同部位叶片、不同失水状态叶片的显微光谱进行了测试和分析。重点讨论了不同温度情况下、高温下不同时刻的叶片显微光谱，分析了特定波长点光谱值在不同温度下的变化情况;以某一时刻叶片显微光谱值为参考，拟合了光谱随时间变化的关系。