目前消費者對蘋果的需求從“數(shù)量型”逐漸向“質(zhì)量型”轉(zhuǎn)變,人們更加注重蘋果的內(nèi)部品質(zhì),衡量蘋果內(nèi)部品質(zhì)的主要指標有糖度值、酸度值、硬度值。近紅外光譜檢測具有不破壞、易操作和效率高等特點,已在水果品質(zhì)領域得到廣泛應用,然而目前近紅外光譜技術大多采用寬波段檢測方法,存在應用成本高、能耗大、光譜信息冗余和分析過程復雜等問題。本文提出了一種光電二極管和特征窄帶LED相結(jié)合的檢測方式,研發(fā)了基于可見/近紅外光譜檢測技術的蘋果多品質(zhì)一體化無損檢測設備。實現(xiàn)了蘋果內(nèi)部品質(zhì)的快速無損檢測。對指導蘋果采收、出庫時間和銷售價格等具有重要意義,有助于促進蘋果產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展,本文研究內(nèi)容和結(jié)論如下:（1）構(gòu)建漫反射檢測平臺并提取特征波長�；诠庾V儀構(gòu)建的蘋果內(nèi)部品質(zhì)漫反射光譜采集平臺,采集樣本的漫反射光譜信息,利用理化特性測定蘋果的糖度和酸度,利用質(zhì)構(gòu)儀測定硬度。首先利用蒙特卡羅采樣法檢測異常數(shù)據(jù)并剔除,之后利用競爭自適應加權算法、移動窗口算法、蒙諾卡羅無信息消除算法和隨機蛙跳算法分別提取了與蘋果內(nèi)部品質(zhì)三個指標（糖度值、酸度值、硬度值）的特征波長,最終優(yōu)選了與三個指標最相關的10個特征波長,分別為420、44... 

【文章來源】：西北農(nóng)林科技大學陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 水果內(nèi)部品質(zhì)檢測技術研究現(xiàn)狀
        1.2.2 水果內(nèi)部品質(zhì)設備研究現(xiàn)狀
    1.3 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)
    1.4 研究內(nèi)容
    1.5 技術路線
    1.6 論文組織結(jié)構(gòu)
第二章 蘋果內(nèi)部品質(zhì)近紅外漫反射平臺搭建與特征波長的提取
    2.1 蘋果內(nèi)部品質(zhì)變化與光譜作用機理分析
        2.1.1 蘋果成熟過程內(nèi)部品質(zhì)變化
        2.1.2 光譜與蘋果品質(zhì)作用機理分析
    2.2 蘋果內(nèi)部品質(zhì)檢測平臺構(gòu)建
        2.2.1 蘋果漫反射光譜采集平臺
        2.2.2 光譜采集軟件的使用規(guī)范
    2.3 蘋果內(nèi)部品質(zhì)漫反射光譜特征波長的提取
        2.3.1 儀器設備與分析軟件
        2.3.2 實驗樣本
        2.3.3 光譜數(shù)據(jù)采集
        2.3.4 糖度和酸度含量測定
        2.3.5 果肉硬度測定
        2.3.6 蒙特卡羅采樣方法檢測異常數(shù)據(jù)并剔除
        2.3.7 特征波長提取算法介紹
        2.3.8 特征提取
    2.4 本章小結(jié)
第三章 嵌入式設備硬件設計
    3.1 系統(tǒng)硬件總體設計
    3.2 設備技術要求
    3.3 器件選型
        3.3.1 處理器
        3.3.2 篩選光源
        3.3.3 光電采集傳感器
    3.4 設備硬件模塊設計
        3.4.1 檢測設備及二維碼打印機外觀設計
        3.4.2 檢測探頭設計
        3.4.3 光路設計
        3.4.4 核心處理器模塊
        3.4.5 光源與光源驅(qū)動模塊
        3.4.6 光譜采集模塊
        3.4.7 用戶交互模塊
        3.4.8 二維碼打印機模塊
        3.4.9 PCB板設計
    3.5 本章小結(jié)
第四章 嵌入式設備軟件設計
    4.1 系統(tǒng)軟件總體設計
    4.2 嵌入式操作系統(tǒng)的選擇與系統(tǒng)搭建
        4.2.1 操作系統(tǒng)的選擇
        4.2.2 嵌入式系統(tǒng)鏡像
            4.2.2.1 鏡像所需的硬件準備
            4.2.2.2 鏡像寫入
    4.3 系統(tǒng)軟件環(huán)境搭建
        4.3.1 遠程桌面連接設置
        4.3.2 搭建開發(fā)編譯環(huán)境
            4.3.2.1 遠程數(shù)據(jù)交換
            4.3.2.2 控制程序調(diào)試編譯環(huán)境
    4.4 QR二維碼打印軟件構(gòu)建
    4.5 數(shù)據(jù)上傳功能的實現(xiàn)
    4.6 PyQt應用程序界面設計與移植
    4.7 本章小結(jié)
第五章 蘋果內(nèi)部品質(zhì)預測模型的建立
    5.1 多元線性回歸算法的原理
    5.2 實驗材料與方法
        5.2.1 試驗材料
        5.2.2 光譜的采集和內(nèi)部品質(zhì)測定
        5.2.3 基于MLR算法構(gòu)建蘋果內(nèi)部品質(zhì)模型
    5.3 基于Qt的算法移植與測試
    5.4 蘋果內(nèi)部品質(zhì)預測精度實驗
        5.4.1 試驗材料
        5.4.2蘋果內(nèi)部品質(zhì)預測實驗
    5.5 設備功耗和檢測穩(wěn)定性實驗
        5.5.1 設備檢測穩(wěn)定性實驗
        5.5.2 設備檢測功耗測試
    5.6 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新點
    6.3 展望
參考文獻
致謝
作者簡介


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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[3]水果糖度和酸度的近紅外光譜無損檢測研究[D]. 劉燕德.浙江大學 2006

碩士論文
[1]薄皮水果糖度和貨架期便攜式檢測方法研究[D]. 朱丹寧.華東交通大學 2018
[2]中國水果產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級：評價及影響因素研究[D]. 王劉坤.華中農(nóng)業(yè)大學 2018
[3]基于近紅外光譜的蘋果硬度便攜式檢測設備研究[D]. 陳建新.西北農(nóng)林科技大學 2018
[4]基于紅外光譜的蘋果糖度檢測設計與實現(xiàn)[D]. 張猛.黑龍江大學 2017
[5]應用近紅外光譜技術分析煤質(zhì)成分[D]. 楊策.華北電力大學(北京) 2017
[6]融合特征波段與果徑的蘋果霉心病無損檢測設備設計[D]. 陳克濤.西北農(nóng)林科技大學 2016
[7]蘋果果實糖酸特性及其與風味關系研究[D]. 鄭麗靜.中國農(nóng)業(yè)科學院 2015
[8]基于偏最小二乘的近紅外煤質(zhì)分析[D]. 肖鋒.浙江大學 2013
[9]基于近紅外的大佛龍井茶品質(zhì)評價研究[D]. 周小芬.中國農(nóng)業(yè)科學院 2012
[10]基于便攜式近紅外光譜儀的水果內(nèi)部品質(zhì)無損檢測研究[D]. 陳明林.浙江大學 2010



本文編號：2981416