發(fā)布時(shí)間：2017-10-20 13:41

  本文關(guān)鍵詞：新型食品安全光譜儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： STM32F415 ILX554B Qt 去噪 移植

【摘要】：食品安全光譜儀是一種食品安全類(lèi)檢測(cè)儀器,通過(guò)測(cè)量特征波長(zhǎng)的光透過(guò)待測(cè)樣品溶液后光能量的變化值,得到測(cè)量樣品的濃度值,從而計(jì)算化學(xué)物質(zhì)含量是否超標(biāo)。與傳統(tǒng)的人工生物實(shí)驗(yàn)檢測(cè)方法相比食品安全類(lèi)檢測(cè)儀器具有準(zhǔn)確、快速、高效的特點(diǎn)。被廣泛應(yīng)用于超市、學(xué)校食堂等食品流通量大的地方,也被食品監(jiān)督部門(mén)作為食品安全檢測(cè)的重要執(zhí)法工具。本文對(duì)比了LED檢測(cè)法和傳統(tǒng)全光譜檢測(cè)法的區(qū)別和優(yōu)缺點(diǎn),并且對(duì)其缺點(diǎn)進(jìn)行分析然后提出了優(yōu)化方案。本課題致力于解決LED型檢測(cè)儀檢測(cè)波長(zhǎng)個(gè)數(shù)有限的問(wèn)題和全光譜檢測(cè)儀中波長(zhǎng)掃描機(jī)構(gòu)[17]機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜難以調(diào)試和維護(hù)的問(wèn)題。課題運(yùn)用ILX554B線陣傳感器和專(zhuān)業(yè)的數(shù)字信號(hào)處理芯片STM32F415兩大主要部件設(shè)計(jì)出CCD集成電路作為光信號(hào)處理模塊(下位機(jī)),對(duì)樣品特征波長(zhǎng)的信號(hào)能量進(jìn)行采集處理,結(jié)合ARM平臺(tái)將測(cè)量數(shù)據(jù)保存到存儲(chǔ)器當(dāng)中,并通過(guò)人機(jī)交互界面對(duì)儀器進(jìn)行操作。本論文首先對(duì)食品安全光譜儀的檢測(cè)原理和ILX554B線陣傳感器的工作原理進(jìn)行了敘述,然后圍繞儀器的下位機(jī)部分和上位機(jī)部分兩大模塊分別進(jìn)行了詳細(xì)介紹。下位機(jī)部分包括硬件電路設(shè)計(jì)和軟件程序設(shè)計(jì)。硬件方面:設(shè)計(jì)了CCD光譜采集處理模塊的所有電路。包括:最小系統(tǒng)電路、IXL554B數(shù)據(jù)采集電路、電平轉(zhuǎn)換電路、電源供電電路、信號(hào)放大電路、程序燒寫(xiě)接口電路。軟件方面:采用STM32固件使用手冊(cè)中提供的接口函數(shù)對(duì)STM32芯片進(jìn)行配置。上層函數(shù)由本人自己編寫(xiě)并實(shí)現(xiàn),包括:STM32端口配置函數(shù)、數(shù)據(jù)發(fā)送/接收函數(shù)、中斷函數(shù)、數(shù)據(jù)降噪函數(shù)、數(shù)據(jù)上傳函數(shù)等。上位機(jī)部分,依托凌陽(yáng)的S5PV210硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái),對(duì)軟件環(huán)境進(jìn)行搭建和上層軟件設(shè)計(jì)。軟件平臺(tái)搭建部分包括:移植Bootloader、kernel、yaffs2、QT-Embedded、SQLite。應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)部分包括:使用Qt程序設(shè)計(jì)人機(jī)交互界面、Qt函數(shù)調(diào)用SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、農(nóng)殘/多參檢測(cè)函數(shù)設(shè)計(jì)、串口數(shù)據(jù)收發(fā)設(shè)計(jì)。下位機(jī)部分對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行了降噪處理,去除了大部分噪聲對(duì)信號(hào)的干擾。經(jīng)過(guò)對(duì)比試驗(yàn)和分析測(cè)量結(jié)果,得出結(jié)論:信號(hào)的抗干擾能力得到增強(qiáng),測(cè)量結(jié)果穩(wěn)定性、運(yùn)行速度都有明顯提高。同時(shí)做到了全光譜測(cè)量、不需要機(jī)械調(diào)試、精度不受影響、操作簡(jiǎn)便的目的,彌補(bǔ)了以上兩類(lèi)檢測(cè)儀器的不足。
【關(guān)鍵詞】：STM32F415 ILX554B Qt 去噪 移植
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TS207.3;TH744.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 課題研究背景10-11
• 1.2 課題研究現(xiàn)狀與本論文研究的意義11-12
• 1.3 食品安全光譜儀簡(jiǎn)介及其測(cè)試原理12-15
• 1.4 論文內(nèi)容與組織結(jié)構(gòu)安排15-16
• 第二章 CCD光學(xué)傳感器和ILX554B介紹16-24
• 2.1 CCD傳感器種類(lèi)介紹16-17
• 2.1.1 CCD簡(jiǎn)要介紹16
• 2.1.2 線陣圖像傳感器16-17
• 2.1.3 面陣圖像傳感器17
• 2.2 CCD特征參數(shù)分析17-18
• 2.2.1 電荷轉(zhuǎn)移有效率17-18
• 2.2.2 暗電流（dark current）18
• 2.2.3 分辨率18
• 2.2.4 光譜響應(yīng)范圍18
• 2.3 CCD噪聲分析18-19
• 2.4 線陣圖像傳感器ILX554B選型與原理介紹19-22
• 2.4.1 ILX554B數(shù)據(jù)參數(shù)與工作原理簡(jiǎn)介19-21
• 2.4.2 影響ILX554B的性能參數(shù)分析21-22
• 2.5 光柵分光采集處理系統(tǒng)介紹22-24
• 第三章 下位機(jī)CCD模塊的硬件與軟件設(shè)計(jì)24-41
• 3.1 下位機(jī)CCD模塊的硬件設(shè)計(jì)24-31
• 3.1.1 CCD模塊需求分析24-25
• 3.1.2 STM32F415 最小系統(tǒng)分析25-26
• 3.1.3 ILX554B數(shù)據(jù)接收與轉(zhuǎn)移電路26-29
• 3.1.3.1 ILX554B工作時(shí)序介紹26-27
• 3.1.3.2 ILX554B工作電路和信號(hào)放大轉(zhuǎn)換電路27-29
• 3.1.4 信號(hào)電平轉(zhuǎn)換電路和STM32F415 電源電路29-30
• 3.1.5 JTAG接口電路及電路總體布局30-31
• 3.2 下位機(jī)CCD模塊的軟件設(shè)計(jì)31-41
• 3.2.1 STM32F415 開(kāi)發(fā)環(huán)境介紹和軟件需求分析31-33
• 3.2.2 端口初始化和中斷參數(shù)配置與分析33-36
• 3.2.2.1 輸入輸出控制端口配置33-34
• 3.2.2.2 串口信號(hào)接收發(fā)送配置34
• 3.2.2.3 ADC端口配置34-35
• 3.2.2.4 中斷功能設(shè)置35-36
• 3.2.3 STM32F415 數(shù)據(jù)采集處理模塊設(shè)計(jì)36-39
• 3.2.3.1 中斷處理模塊設(shè)計(jì)36
• 3.2.3.2 數(shù)據(jù)采集和發(fā)送模塊設(shè)計(jì)36-39
• 3.2.4 信號(hào)去噪方法分析和實(shí)現(xiàn)39-41
• 第四章上位機(jī)端系統(tǒng)平臺(tái)搭建41-51
• 4.1 嵌入式開(kāi)發(fā)平臺(tái)選型介紹41-43
• 4.1.1 嵌入式硬件平臺(tái)選型與介紹41-42
• 4.1.2 嵌入式軟件平臺(tái)選型與介紹42-43
• 4.2 嵌入式軟件平臺(tái)搭建43-49
• 4.2.1 交叉開(kāi)發(fā)環(huán)境配置43-44
• 4.2.2 Bootloader介紹與移植44-45
• 4.2.3 Linux內(nèi)核介紹與移植45-48
• 4.2.4 yaffs2 根文件系統(tǒng)介紹與移植48-49
• 4.3 Qt-Embedded和SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)環(huán)境搭建49-51
• 第五章 上位機(jī)端軟件設(shè)計(jì)51-61
• 5.1 Qt開(kāi)發(fā)環(huán)境和軟件架構(gòu)介紹51-52
• 5.2 農(nóng)藥殘留檢測(cè)模塊設(shè)計(jì)52-55
• 5.2.1 農(nóng)殘校零部分53-54
• 5.2.2 農(nóng)殘測(cè)量部分54-55
• 5.3 多參數(shù)檢測(cè)模塊設(shè)計(jì)55-56
• 5.4 光譜掃描模塊設(shè)計(jì)56
• 5.5 串口數(shù)據(jù)讀取與分析模塊設(shè)計(jì)56-58
• 5.5.1 串口初始化函數(shù)57
• 5.5.2 串口指令發(fā)送和數(shù)據(jù)接收函數(shù)57-58
• 5.6 Qt程序與SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)聯(lián)合使用設(shè)計(jì)58-61
• 第六章 系統(tǒng)測(cè)試與總結(jié)展望61-69
• 6.1 系統(tǒng)移植測(cè)試61-62
• 6.2 STM32F415 降噪效果驗(yàn)證62-63
• 6.3 應(yīng)用程序測(cè)試63-66
• 6.3.1 農(nóng)藥殘留檢測(cè)界面64-65
• 6.3.2 多參數(shù)檢測(cè)界面65
• 6.3.3 光譜掃面界面65-66
• 6.4 測(cè)量結(jié)果測(cè)試66-67
• 6.5 總結(jié)與展望67-69
• 致謝69-70
• 參考文獻(xiàn)70-73
• 附錄 個(gè)人簡(jiǎn)歷73

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 姬先舉;溫志渝;;基于CPLD的光積分時(shí)間可調(diào)線陣CCD驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)[J];傳感技術(shù)學(xué)報(bào);2006年05期

2 武杰;黎敬濤;;U-boot在ARM9上的移植分析與實(shí)現(xiàn)[J];微計(jì)算機(jī)應(yīng)用;2011年05期

3 彭長(zhǎng)學(xué);楊光華;;軟土e-p曲線確定的簡(jiǎn)化方法及在非線性沉降計(jì)算中的應(yīng)用[J];巖土力學(xué);2008年06期

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本文編號(hào)：1067469