食物快检方案研究

1万 · 2019-12-13 09:06

1万 · 2019-12-13 09:13

1万 · 2019-12-13 09:16

荧光发射后，透过透镜A，再平行透过分光片。接着再透过滤镜，在通过透镜B后
会聚，然后荧光透过光阑，最后由硅光电管将荧光信号转化为电信号。以荧光素
的激发和发射波长来确定光源及滤光片，我们选择638 nm/680 nmo
(1)光源:所用的具体激发和发射波长应根据可选的光源及滤光片来确定。
仪器选择了638 nm的红色光源的激光二极管。激光二极管的工作电流可设置，从
而控制荧光检测灵敏度。
(2)分光片:分光片将部分入射光能量反射，吸收相对较小的一部分量，将
其余的能量透射。该分光片可反射638nm的红色激发光，而让激发出的680nm的
荧光能够透过「30]
(3)透镜A, B:选用凸透镜。光斑通过凸透镜A后会以平行光垂直照射试纸，
产生的荧光也会通过凸透镜A会聚到一点;凸透镜B会将荧光会聚以产生较强的
信号。其中焦距的选择对该光学系统的性能非常重要「31]
(4)滤镜:滤去杂光，让中心波长为680nm的荧光通过，其半带宽士20nmo
(5)光阑:控制光束通过的多少，主要用于调节通过的光束的强弱「33]
(6)检测器:硅光电管能将荧光信号转化为电信号。

1万 · 2019-12-13 09:17

传动结构的设计是用来代替人为的拉动，这样可以使得扫描的结果尽量准确，
也实现了测量的自动化。机械结构部分由步进电机、导轨、若干齿轮滑轮、传送
带、承载器和光祸等组成。
在扫描过程中对光电检测系统的采样时间有要求。以1. 5秒扫描完6厘米，读
取间隔为0. 04mm，则采样时间需小于0. 2毫秒(做5次平均)。
根据试纸条的实际尺寸，扫描范围定为6厘米，机械精度为0. 04毫米。传动
结构如图2. 8所示。光电检测装置固定，步进电机带动滑轮，滑轮再通过传送带
带动承载器。测试前首先将承载器弹出，以便插入检测板。开始检测时，承载器
会先弹入，然后在弹出时才开始真正扫描。
在轨道上方的最里部分固定着一个光祸，用于对承载器的精确定位。仪器上电
后，会通过光祸进行对承载器的在导轨中的位置校准。

1万 · 2019-12-13 09:18

1万 · 2019-12-13 09:18

(1)开机自检，自检不通过会显示故障码，便于维修。
(2)安全性高。自制工D卡，其他产商的工D卡不可用。只有插入工D卡后，才
能进行检测。
(3)操作简单，只需5个按键，便可完成测试，打印以及查询历史记录，液
晶屏有提示，界面友好。
(4)体积重量适中，可方便携带，且内置大容量电池，续航时间长。
(5)仪器运行时噪声较低，稳定性好。
(6)仪器精度高，重复性和一致性较好。
(7)支持定量检测和定性检测。
(8)可最多存储100条历史记录，且内置打印机。
(9)通过USB接口与上位机通信。

1万 · 2019-12-13 09:19

1万 · 2019-12-13 09:20

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1万 · 2019-12-13 09:21

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外部RTC显示当前时间。每次上电后都要对外部RTC进行判断验证。验证过程
如下:首先，读出一次秒S1的值，过两秒钟后再去读秒的值S2，如果S2二S 1+ 1
或者S2二S 1+ 2或者S2二S1+ 1或者S2二S1+ 3或者S2二S1+ 1- 60或者S2二
S1+ 2- 60或者S2二S1+ 3- 60，则表示外部RTC工作正常，否则RTC出现异常，
将报警。

1万 · 2019-12-13 09:22

温度会影响激光器的正常工作以及试纸条的可靠性，所以必须对温度进行检
测。上电后，如果检测到的环境温度在大于4 0C并且小于40 0C，则系统正常，否
则会报警。

1万 · 2019-12-13 09:22

系统总流程如图3. 5所示。仪器上电后，进行系统初始化，包括DART串口，T工MER
时钟，PORT管脚，LCD液晶屏，RTC芯片DS3231, DAC芯片DAC12，电机驱动芯片，
ADC芯片AD7689的初始化，读取外部EEPROM的保存参数，接着系统开始自检，液
晶屏显示“系统自检中”。自检内容包括电源自检，外部RTC自检，外部EEPROM
自检，电机自检，激光器自检，激光器驱动自检，温度传感器自检。自检不通过，
则报警，液晶屏显示相应的报警码，否则进入主菜单界面。在主菜单页面中，在
“测试”按下ENTER键进入测试流程，在“查询”按下ENTER键进入历史记录流
程，在“设置”按下ENTER键，则进入设置流程。在设置页面中，在“时间与日
期”按下ENTER键进入设置时间与日期流程。在“清空历史记录”按下ENTER键
进入清空历史记录流程。在“信息”按下ENTER键查看仪器的基本信息。

1万 · 2019-12-13 09:25

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1万 · 2019-12-13 09:26

STM32通过FSMC总线驱动屏幕。FSMC(Flexible Static Memory Controlle动
即可变静态存储控制器。它主要是对包括SRAM, PSRAM, NOR FLASH和HAND FLASH
等外围存储设备进行控制「38]。我们使用FSMC来模拟8080/6800时序。由于使用了
总线技术，读写速度非常快。其中8080是通过读使能(RE)和写使能(WE)两条
控制线进行读写操作，而6800是通过总使能(E)和读写选择(W/R)两条控制线
进行。FSMC有三根总线:数据线:分为8位和16位;地址线:在访问外部NOR FLASH
时，相应的地址线有AO- A23共24根，能够控制访问16MB的空间，大小为一个
子Bank;控制总线:共有三根:读使能信号，写使能信号，片选信号。

1万 · 2019-12-13 09:27

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