基于近红外光谱传感器的便携式食品检测器的设计与实现

发布时间:2020-05-20 21:56:17 来源:   作者:admin123

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    摘要:近年来,随着大众生活水平的提高,人们健康饮食的意识不断增强,食品安全问题已经成为了人们最关注的焦点问题之一。食品安全问题与大众的身体健康息息相关,对日常饮食进行检测是避免食用有害食品的最有效的步骤。近红外光谱技术作为食品检测的关键技术,获得了越来越广泛地应用。但是传统的近红外光谱检测设备体积大、成本高、操作复杂,只能在实验室中使用,不能普及到人们的日常生活。因此本文使用近红外光谱传感器设计了一款便携的食品检测器。本文设计的食品检测器由近红外光谱数据采集模块、数据处理模块和通信模块组成,并且为该检测器开发了一款配套的Android APP,从而提高了检测器的易操作性和功能可升级性。该检测器使用微处理器STM32F103作为数据处理模块,采用数字多通道近红外光谱传感器AS7263作为食品近红外光谱数据的采集模块,另外利用蓝牙设备HC-05作为通信模块与Android APP进行通信。本文为该检测器设计了两个应用实例,分别是果蔬种类识别和果蔬农药残留检测。在果蔬种类识别应用中,以葡萄、西红柿、胡萝卜、桔子、苹果和枣子6种常见果蔬作为实验样本,并使用随机森林算法对样本数据进行训练生成果蔬识别模... 更多
    基于近红外光谱传感器的便携式食品检测器的设计与实现

    摘要 4-5
    abstract 5-6
    第一章 绪论 9-13
        1.1 课题研究背景及意义 9
        1.2 课题研究现状 9-11
        1.3 研究的内容 11-12
        1.4 本章小结 12-13
    第二章 系统方案设计 13-16
        2.1 常见的基于近红外光谱技术的校正模型建立方法 13-14
        2.2 系统设计方案 14-15
        2.3 本章小结 15-16
    第三章 系统硬件设计与实现 16-33
        3.1 近红外光谱数据采集模块 16-23
            3.1.1 近红外光谱传感器的选择 16-22
            3.1.2 近红外光谱数据采集模块电路设计 22-23
        3.2 数据处理模块 23-27
            3.2.1 处理器的选择 23-25
            3.2.2 数据处理模块电路设计 25-27
        3.3 通信模块 27-29
            3.3.1 通信模块的选择 27-28
            3.3.2 通信模块电路设计 28-29
        3.4 系统硬件电路设计与制作 29-32
        3.5 本章小结 32-33
    第四章 系统软件设计与实现 33-47
        4.1 系统工作流程介绍 33-34
        4.2 微处理器的软件设计与实现 34-41
            4.2.1 I2C接口实现微处理器与传感器之间通信 34-38
            4.2.2 UART接口实现微处理器与蓝牙模块通信 38-41
        4.3 Android APP的软件设计与实现 41-46
            4.3.1 APP人机交互界面的设计与实现 41-44
            4.3.2 APP基础功能软件的设计与实现 44-46
        4.4 本章小结 46-47
    第五章 近红外食品检测器应用实例 47-65
        5.1 果蔬种类识别 47-59
            5.1.1 果蔬近红外光谱数据采集 47-51
            5.1.2 基于随机森林的数据分析算法及软件实现 51-56
            5.1.3 果蔬种类识别实验结果分析 56-59
        5.2 果蔬农药残留检测 59-63
            5.2.1 果蔬农药近红外光谱数据采集 59-61
            5.2.2 基于支持向量机的数据分析算法及软件实现 61-63
            5.2.3 果蔬农药残留实验结果分析 63
        5.3 本章小结 63-65
    第六章 检测器优化及应用拓展 65-68
        6.1 检测器优化方案 65-66
        6.2 检测器应用拓展方案 66-67
        6.3 本章小结 67-68
    第七章 总结与展望 68-70
        7.1 论文工作总结 68-69
        7.2 展望 69
        7.3 本章小结 69-70
    参考文献 70-72
    附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文 72-73
    致谢 73
     

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