利用光谱仪对农作物进行长势监测已经成为世界农业的发展方向。随着光学，电子技术的发展，光谱仪朝着微型化，低噪声，高分辨率，宽光谱范围等方向发展；另外，光谱仪与PC机之间的数据传输方式不断丰富，使光谱仪使用更加灵活；在光谱仪软件方面，集成了光谱分析与处理功能，可以设置积分时间，有些专用软件还可以直接获取诊断信息。　　本文在实验室已有样机的基础上，主要工作如下：　　首先对国内外光谱仪的发展现状进行了分析，掌握了光谱仪工作原理，了解了光谱仪的重要指标，分析了样机存在的问题，在此基础上明确了对现有平台软硬件的优化方案。　　在优化方案的硬件平台上，选用一款实现了AM3517最小系统的核心板。基于此核心板设计了底板电路，在分析了CCD采集电路噪声来源和光谱仪的应用需求的基础上，设计了低噪声采集电路、另外底板上还包含电源电路、串口电路、MMC/SD卡接口电路、USB接口电路、网口电路等。　　在优化方案的硬件平台上，基于嵌入式Linux操作系统，实现了光谱采集模块驱动。通过实验分析，所设计的光谱采集电路与样机相比，能够更有效的抑制了CCD的噪声。在应用软件中建立了调节积分时间的接口，在样机上和优化方案中分别实现了在线积分时间调节功能。　　在硬件平台上完成了网口和蓝牙驱动的移植，并在现有光谱仪软件基础上，实现了硬件平台与PC机之间通过网口和蓝牙进行文件传输的功能。　　总结了现有叶面积指数(LAI)估算模型及弊端，介绍了案例推理方法及特点，最终将案例推理方法应用到叶面积指数建模中，并与统计方法建模对比，初步验证了基于案例推理的LAI估算模型在品种和生育阶段上具有更强的适用性。