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原文传递一种基于传感网络的农产品质量监测系统

专利名称：	一种基于传感网络的农产品质量监测系统
摘要：	本发明提供一种基于传感网络的农产品质量监测系统，利用水分检测传感器、信号处理电路、激光接收装置、光谱成像仪、振动传感器、显示单元、中央处理装置、触发单元、第一质检单元、第二质检单元、机械夹持装置、无线传输单元、移动终端单元、数据存储单元、光源、激光发生装置以及传输带对待测农产品的质量进行检测，其中使用光谱成像仪对农产品的光谱图像进行监测，同时使用水分检测传感器对待测农产品的水分信息进行监测，使用两种检测方式能够大大提高对待测农产品的检测精度。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	东台市农业技术推广中心
发明人：	王宏庆;朱素芹;朱轮;朱秋兵;顾汉琴;陈鹃;王艳;韩晓峰;徐鑫;崔迎军
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-12T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-20T00:00:00+0800
申请号：	CN201910632113.6
公开号：	CN110261325A
代理机构：	宿州智海知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	陈燕
分类号：	G01N21/25(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	224200 江苏省盐城市东台市广场路6号
主权项：	1.一种基于传感网络的农产品质量监测系统，其特征在于，所述基于传感网络的农产品质量监测系统包括水分检测传感器、信号处理电路、激光接收装置（5）、光谱成像仪（1）、振动传感器（6）、显示单元、中央处理装置、触发单元、第一质检单元、第二质检单元、机械夹持装置、无线传输单元、移动终端单元、数据存储单元、光源（2）、激光发生装置（4）以及传输带（7）；其中，待测农产品（3）放置于所述传输带（7）上，所述水分检测传感器的输出端与所述信号处理电路的输入端连接，所述激光接收装置（5）的输出端、所述信号处理电路的输出端、所述光谱成像仪（1）的输出端以及所述振动传感器（6）的输出端均与所述中央处理装置的输入端连接，所述触发单元与所述光谱成像仪（1）连接，所述传输带（7）的输入端、所述显示单元的输入端、所述触发单元的输入端、所述第一质检单元的输入端、所述第二质检单元的输入端以及所述机械夹持装置的输入端均与所述中央处理装置的输出端连接，所述第一质检单元和所述第二质检单元均通过所述无线传输单元与所述移动终端单元连接，所述第一质检单元和所述第二质检单元均通过所述无线传输单元与所述数据存储单元连接；所述水分检测传感器用于检测所述待测农产品（3）的水分信息，并将水分信息转换为电流信号后传输至所述信号处理电路，所述激光发生装置（4）用于发射激光束，所述激光接收装置（5）用于接收所述激光发生装置（4）发出的激光束，所述光谱成像仪（1）用于采集所述待测农产品（3）的光谱图像，所述光源（2）用于提供光照，所述振动传感器（6）设置于所述传输带（7）底部，所述振动传感器（6）用于采集所述传输带（7）的振动信号；所述待测农产品（3）放置于所述传输带（7）上，使用所述水分检测传感器检测所述待测农产品（3）的水分信息，并将水分信息转换为电流信号后传输至所述信号处理电路，所述信号处理电路对接收到的电流信号进行信号处理后转换为电压信号并传输至所述中央处理装置，所述中央处理装置将接收到的电压信号转换为待测农产品（3）的水分信息，所述传输带（7）传送所述待测农产品（3）向所述光谱成像仪（1）正下方移动，当所述激光接收装置（5）接收不到所述激光发生装置（4）发出的激光束时，所述激光接收装置（5）发送第一触发信号至所述中央处理装置，所述中央处理装置接收到所述第一触发信号后控制所述传输带（7）停止作业，所述振动传感器（6）采集所述传输带（7）的振动信号，并将振动信号传输至所述中央处理装置，所述中央处理装置将接收到的振动信号与存储于所述中央处理装置内的存储模块中的振动阈值进行比较，若所述中央处理装置接收到的振动信号小于等于振动阈值，则所述中央处理装置控制所述触发单元向所述光谱成像仪（1）发出第二触发信号，所述光谱成像仪（1）接收到第二触发信号后采集所述待测农产品（3）光谱图像，并将光谱图像传输至所述中央处理装置，若所述中央处理装置接收到的振动信号大于振动阈值，则所述中央处理装置控制所述机械夹持装置将所述待测农产品（3）夹持固定以较少所述传输带（7）传递至所述待测农产品（3）的振动，在所述中央处理装置控制所述机械夹持装置将所述待测农产品（3）夹持固定后，所述中央处理装置控制所述触发单元向所述光谱成像仪（1）发出第二触发信号，所述光谱成像仪（1）接收到第二触发信号后采集所述待测农产品（3）光谱图像，并将光谱图像传输至所述中央处理装置，所述中央处理装置将接收到的水分信息和光谱信息传输至所述显示单元进行显示，所述中央处理装置将接收到水分信息传输至所述第一质检单元，所述第一质检单元将接收到的水分信息与水分阈值进行比较，并将比较结果通过所述无线传输单元传输至所述移动终端单元和所述数据存储单元，所述中央处理装置将接收到的光谱图像传输至所述第二质检单元，第二质检单元根据接收到的光谱图像与标准光谱图像进行比较，并将比较结果通过所述无线传输单元传输至所述移动终端单元和所述数据存储单元。 2.根据权利要求1所述的基于传感网络的农产品质量监测系统，其特征在于，所述光谱成像仪（1）设置于所述传输带（7）的正上方。 3.根据权利要求1所述的基于传感网络的农产品质量监测系统，其特征在于，所述光源（2）的数量为2。 4.根据权利要求1所述的基于传感网络的农产品质量监测系统，其特征在于，所述待测农产品（3）放置于所述传输带（7）上，使用所述水分检测传感器检测所述待测农产品（3）的水分信息，并将水分信息转换为电流信号后传输至所述信号处理电路，所述信号处理电路对接收到的电流信号依次进行信号放大和信号滤波处理后转换为电压信号并传输至所述中央处理装置。 5.根据权利要求1或4所述的基于传感网络的农产品质量监测系统，其特征在于，所述水分检测传感器检测所述待测农产品（3）的水分信息，将采集的所述待测农产品（3）的水分信号转换为电流信号I0，并将电流信号I0传输至所述信号处理电路，V1为经过所述信号处理电路处理后的电压信号，所述信号处理电路包括信号放大单元和信号滤波单元，所述水分检测传感器的输出端与所述信号放大单元的输入端连接，所述信号放大单元的输出端与所述信号滤波单元的输入端连接，所述信号滤波单元的输出端与所述中央处理装置的输入端连接。 6.根据权利要求5所述的基于传感网络的农产品质量监测系统，其特征在于，所述信号放大单元包括集成运放A1、电容C1-C9、场效应管VT1、三极管VT2-VT7、二极管D1-D8和电阻R1-R14；其中，所述水分检测传感器的输出端与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端与电阻R3的一端连接，电阻R1的另一端还与电阻R2的一端连接，电容C1的一端与电阻R2的一端连接，电容C1的另一端与电阻R2的另一端连接，电阻R3的另一端与集成运放A1的同相输入端连接，电容C2的一端与集成运放A1的反相输入端连接，电容C2的另一端与集成运放A1的同相输入端连接，集成运放A1的反相输入端接地，电阻R2的一端与场效应管VT1的栅极连接，电阻R4的一端与-15V电源连接，电阻R4的另一端与场效应管VT1的源极连接，电阻R4的另一端与电容C3的一端连接，电阻R4的另一端还与集成运放A1的输出端连接，场效应管VT1的漏极与二极管D1的阳极连接，电阻R5的一端与电容C3的另一端连接，二极管D1的阴极与电阻R5的另一端连接，二极管D2的阴极与-15V电源连接，二极管D2的阳极与电阻R8的一端连接，电容C4的一端与集成运放A1的输出端连接，电阻R8的另一端与电容C4的另一端连接，电阻R7的一端与电阻R8的另一端连接，电阻R7的另一端与集成运放A1的输出端连接，电阻R6的一端与电阻R7的另一端连接，电阻R6的另一端与电阻R5的一端连接，电阻R5的一端还与三极管VT2的基极连接，电容C5的一端与三极管VT3的基极连接，电容C5的另一端与三极管VT2的基极连接，电阻R10的一端与-15V电源连接，电容C7一端接地，电阻R10的另一端与电容C7的另一端连接，电阻R10的另一端还与三极管VT3的发射极连接，二极管D6的阴极与三极管VT3的集电极连接，二极管D6的阴极还与三极管VT5的基极连接，二极管D5的阴极与二极管D6的阳极连接，二极管D5的阳极与二极管D8的阳极连接，二极管D5的阳极还与二极管D7的阴极连接，二极管D5的阳极还与二极管D4的阴极连接，二极管D4的阳极与二极管D3的阴极连接，二极管D3的阳极与三极管VT4的基极连接，二极管D3的阳极与三极管VT2的集电极连接，电容C6的一端接地，电容C6的另一端与三极管VT2的集电极连接，电阻R9的一端与三极管VT2的发射极连接，电阻R9的另一端与场效应管VT1的漏极连接，电阻R9的另一端还与+15V电源连接，三极管VT5的集电极与-15V电源连接，三极管VT5的发射极与三极管VT7的基极连接，三极管VT5的发射极还与电阻R11的一端连接，电阻R11的另一端与三极管VT4的发射极连接，三极管VT4的发射极还与三极管VT6的基极连接，三极管VT4的集电极与+15V电源连接，三极管VT7的集电极与-15V电源连接，三极管VT7的集电极与电阻R13的一端连接，电阻R13的另一端与二极管D8的阴极连接，电阻R13的另一端与二极管D7的阳极连接，电阻R14的一端接地，电阻R13的另一端与电阻R14的另一端连接，电阻R13的另一端还与电阻R12的一端连接，电阻R12的另一端与三极管VT6的发射极连接，电容C8的一端接地，电容C8的另一端与+15V电源连接，电容C8的另一端还与三极管VT4的集电极连接，电阻R14的另一端与所述信号滤波单元的输入端连接，所述信号放大单元输出信号为V01。 7.根据权利要求6所述的基于传感网络的农产品质量监测系统，其特征在于，所述信号滤波单元包括电阻R15-R24、电容C10-C11以及集成运放A2-A5；其中，所述信号放大单元的输出端与电阻R16的一端连接，电阻R16的另一端与集成运放A2的反相输入端连接，电阻R15的一端与电阻R22的一端连接，电阻R15的另一端与电阻R16的一端连接，电阻R16的另一端与电容C10的一端连接，电阻R16的另一端与电阻R17的一端连接，电阻R16的另一端还与电阻R18的一端连接，集成运放A2的同相输入端接地，电阻R22的一端与集成运放A5的反相输入端连接，电阻R22的另一端与集成运放A2的输出端连接，电阻R22还与电容C10的另一端连接，电阻R17的另一端与电容C10的另一端连接，电容C10的另一端与集成运放A2的输出端连接，电阻R19的一端与集成运放A2的输出端连接，电阻R19的另一端与集成运放A3的反相输入端连接，集成运放A3的同相输入端接地，电阻R19的另一端与电容C11的一端连接，电容C11的输出端与电阻R20的一端连接，集成运放A3的输出端与电阻R20的一端连接，电阻R20的另一端与集成运放A4的反相输入端连接，电阻R20的另一端与电阻R21的一端连接，电阻R21的另一端与电阻R18的另一端连接，电阻R21的另一端还与集成运放A4的输出端连接，电阻R23的一端与电阻R22的一端连接，点R23的一端还与电阻R24的一端连接，集成运放A3的输出端和集成运放A4的输出端通过单刀双掷开关与电阻R23的另一端连接，电阻R24的另一端与集成运放A5的输出端连接，集成运放A5的同相输入端接地，集成运放A5的输出端与所述中央处理装置的输入端连接，所述信号滤波单元将电压信号V1传输至所述中央处理装置的ADC端口。 8.根据权利要求1所述的基于传感网络的农产品质量监测系统，其特征在于，所述中央处理装置为STM32单片机。 9.根据权利要求1所述的基于传感网络的农产品质量监测系统，其特征在于，所述显示单元为LCD显示设备。 10.根据权利要求1所述的基于传感网络的农产品质量监测系统，其特征在于，所述移动终端单元为用户手机。
所属类别：	发明专利