文档介绍：於锋两瓜成熟度的非生物学信息研究及检测仪器开发
摘要
近年来,随着人民生活水平的提高,人们对西瓜、甜瓜等果蔬品质的要求也越来越高。
交通运输业的发展,也使得西瓜的消费量日益增加。另一方面,绝大多数消费者不能准确
地挑选成熟度适当的西瓜,甚至连瓜农在采摘时也会误摘生瓜。目前果蔬成熟度检测仪的
价格都很昂贵,且不便于携带,大多是基于机供研究用,这在很大程度上限制了成熟
度检测仪的推广应用。本文在分析了现有的西瓜成熟度检测技术和国内外的研究现状之
后,设计了一种基于单片机的便携式西瓜成熟度检测仪,目的主要是提高西瓜检测仪器的
便携性和降低成本。这种新型的成熟度检测仪具有便携的特点:一个小型的敲击装置和小
型的仪表盒,既能满足瓜农摘瓜时的需要也能满足消费者挑选西瓜之用。与其他西瓜成熟
度检测仪相比,本检测仪的特点是:在进行西瓜成熟度检测时做到无损检测:采集西瓜被
敲击时的音波信号,用单片机直接对音波信号进行数字信号处理;结合实验提取出的西瓜
成熟度的敲击音波特征值,检测出西瓜的成熟度。整个检测过程不依赖于机,仅在特
征提取阶段借助于机进行特征参数分析,实现了便携性,也大大降低了成本。
本文完成了西瓜成熟度检测仪器以及西瓜成熟度的非生物学信息研究。主要实现了检
测仪器硬件电路的设计、软件的编写以及不同成熟度西瓜的敲击音波信号的特征提取。
其中,硬件电路主要包括:①信号的发生装置及西瓜半径测量模块,该部分主要是制
作敲击音波信号的发生装置,在装置上固定简支梁,用测量西瓜半径的方法间接测量质量;
②音波信号调理模块,该模块对微弱的敲击音波的电压信号进行放大调理,保证有效信号
不损失,且输出信号便于疍转换器转换,保证最大程度的应用转换范围,提高转换精度;
③高速串行疍转换模块,此模块把模拟信号转化为数字信号,以便进行数字信号处理;
④电平转换模块,此模块实现了”隦电平的转换,用于研究阶段单片机与机
通信;⑤外部数据存储器模块,用于数字信号的存储和读取;⑥单片机,实现整个系统的
控制及信号的处理。⑦显示模块,显示相关的信息,例如启动指示、等待状态以及最终的
成熟度显示。
控制软件主要包括:/;怀绦颍迪痪ǘ鹊母咚俅蠥/;唬虎诖谕
信程序,用于与机进行通信,方便信号数据分析;③外部数据寄存器的存储与读取,
扩展了数据存储器;④单片机绦颍孕藕沤衅灯追治觯谄涤蚰诮刑卣魈崛。
⑤成熟度计算程序,此程序根据西瓜成熟度的特征计算出被测西瓜的成熟度;⑥显示输出
程序,用于显示相关的信息。
扬州人学硕十学位论文
西瓜敲击音波信号的特征提取主要包括:①机接受单片机发送的数据:②对数据进
行码制转换及相关处理;⑨对信号进行处理,寻找特征值;④验证特征值的准确性。
本文的研究为开发便携式西瓜果成熟度检测仪的工作打下了坚实的基础,具有重要的
现实意义和广阔的应用前景。
关键词:成熟度检测,便携式,单片机,数字信号处理,特征提取,
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於锋西瓜成熟度的非生物学信息研究及检测仪器开发
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我国加入世贸组织后对农产品品质的要求越来越严格,同时也对农产品质量检测技术
和方法提出了更高的要求。为了更好地实现与国际接轨,提高我国农产品的品质,扩大我
国农产品的国际市场份额,实用的农产品品质检测仪器的开发对社会将具有很大的意义。
西瓜、甜瓜等是我国消费的主要果疏,目前判别西瓜、甜瓜等水果成熟度的方法主要
凭经验,误摘生瓜给瓜农造成相当大的损失,可谓功亏一篑。误买生瓜给消费者带来不快,
引起买卖双方的纠纷。随着人民生活水平的提高,电子技术的发展,对瓜果成熟过程中的
物理化学变化、生物学特性有关的电特性、机械特性等非生物学特性进行无损检测,提取
与成熟度相关的非生物学特征参数,研制价廉物美、使用方便的便携式瓜果成熟度检测仪,
减少瓜农、果农损失、让顾客放心消费,对引导绿色消费、促进社会和谐都有一定意义。