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原文传递 基于物联网的拉曼光谱物质监测系统及监测方法
专利名称: 基于物联网的拉曼光谱物质监测系统及监测方法
摘要: 本发明请求保护一种基于物联网的拉曼光谱物质监测系统及方法,用于拉曼光谱物质监测,包括:测试终端、无线数据传输模块、云端处理器三部分组成,所述测试终端主要用于包括食品药品在内的生产企业、政府监管机构、消费者通过采用拉曼光谱检测仪器检测被测物质的各项指标,生成检测数据,并通过无线传输模块实时将生成的检测数据和图像加密发送至云端处理器;云端处理器,主要用于接收设置在各个分布式网点的测试终端发送的检测数据,对检测数据进行计算、处理、存储,判断检测数据是否符合国家、国际标准,同时,根据预设阈值给出综合数据的等级,并及时将结果反馈给各地点的检测终端、平台管理中心、相关的部门、企业。
专利类型: 发明专利
国家地区组织代码: 重庆;50
申请人: 重庆冠雁科技有限公司
发明人: 李锋;何峰;殷浩
专利状态: 有效
申请日期: 2019-04-28T00:00:00+0800
发布日期: 2019-07-05T00:00:00+0800
申请号: CN201910348045.0
公开号: CN109975211A
代理机构: 重庆市恒信知识产权代理有限公司
代理人: 刘小红;陈栋梁
分类号: G01N21/01(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址: 400050 重庆市九龙坡区剑龙北路隆鑫西城汇9栋12-12
主权项: 1.一种基于物联网的拉曼光谱物质监测系统,用于拉曼光谱物质监测,其特征在于,包括:测试终端、无线数据传输模块、云端处理器三部分组成。 所述测试终端主要用于包括食品药品在内的生产企业、政府监管机构、消费者通过采用拉曼光谱检测仪器检测被测物质的拉曼信号、测试数据、测试地点及测试时间在内的各项指标,对测试数据进行预处理、建模、识别,生成测试结果; 云端处理器,主要用于接收设置在各个分布式网点的测试终端发送的测试数据或测试结果,对测试数据通过去基线、滤波、归一化、特征提取——建模后,对被测物进行识别,得到被测物体的信息,并对结果进行存储,判断检测结果是否符合国家、国际标准,同时,根据预设阈值给出综合数据的等级,等级根据所测物质在相关领域中的国家、国际标准规定的含量来制定等级,并及时将结果反馈给三方:将测试结果、等级反馈给分布于各地点的检测终端;将测试数据、结果信息发送给平台管理中心;将测试等级发送给相关的部门、企业。 无线数据传输模块,主要用于将终端测试数据或者测试结果、测试位置、测试时间传输到云端处理器。 2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的拉曼光谱物质监测系统其特征在于,数据处理分为两种模式:一种是在终端计算完成后将所得结果发送至云端处理器;另一种是终端将测试数据传输至云端处理器,由云端处理器进行计算,并将所得结果反馈给终端。 3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的拉曼光谱物质监测系统,其特征在于,所述无线传输模块的无限数据传输支持WIFI、GPS、IOT、3G、4G。 4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的拉曼光谱物质监测系统,其特征在于,所述测试终端主要分为三种模式:部门模式、企业模式和消费者自助检测模式;所述部门模式主要需体现在便利性,能随时随地的进行检测,故为手持式、便携式;企业模式主要在进原料、中间过程、出品时都需检测,所以手持式、便携式、台式都需要;消费者自助模式主要针对消费者,在固定的地点采用台式。 5.根据权利要求4所述的一种基于物联网的拉曼光谱物质监测系统,其特征在于,消费者模式自助检测的测试结果将发送至专用“APP”中,消费者需通过下载或者关注的方式得到结果。 6.根据权利要求1-5之一所述的一种基于物联网的拉曼光谱物质监测系统,其特征在于,所述测试终端检测的结果将发送至相关部门、企业的网络中指定的区域,如果出现检测结果不合格的,将会发出提醒。 7.根据权利要求1-5之一所述的一种基于物联网的拉曼光谱物质监测系统,其特征在于,所述云端处理器对检测数据进行计算、处理的具体步骤如下: 1.进行去基线、滤波、归一化在内的预处理步骤; 2.采用卷积神经网络等机器学习算法进行特征提取——建模; 3.确定所测物质。 8.根据权利要求1-5之一所述的一种基于物联网的拉曼光谱物质监测系统,其特征在于,所述测试终端采用的拉曼光谱检测仪器包括激光器、拉曼探头及单色仪,所述激光器用于发射激励激光,所述拉曼探头用于收集激光所激发的拉曼信号,单色仪用于将拉曼信号转换成拉曼光谱,所述拉曼探头包括可拆分的第一部分、第二部分、第三部分及第四部分,所述第一部分包括第一镜片(1)、窄带滤波片,第二部分包括二向色镜及高通滤波片,第三部分包括第二镜片(2),第四部分包括第三镜片(3)及光纤,所述激光器发出的激光通过第一光纤传输到第一镜片进行准直成一个半径范围为2.5mm的光斑,然后光斑通过窄带滤波片到达呈45度倾斜放置的二向色片,二向色镜将激光反射至第二镜片(2),激光聚焦于被测样品表面,由于激光的激发所产生的散射光及反射的部分激光经过第二镜片(2)到达二向色镜,二向色片将激发的拉曼光透过,再经高通滤波器透过纯度高的拉曼光,最后经第三镜片(3)聚焦于第二光纤之中,所得的拉曼光通过狭缝到达第四镜片(4),经过准直后在光栅处发生衍射,衍射光再经过第五镜片(5)反射到达探测器,将得到的拉曼光谱信号转换成电信号。 9.一种基于权利要求1所述系统的基于物联网的拉曼光谱物质监测方法,其特征在于,包括以下步骤: 食品药品生产企业、政府监管机构、消费者在内的测试终端通过采用拉曼光谱检测仪器检测被测物质的包括测试数据或者测试结果,拉曼图谱,并记录下采集的地点、时间在内的各项指标,所述测试终端采用的拉曼光谱检测仪器包括激光器、拉曼探头及单色仪,所述激光器用于发射激励激光,所述拉曼探头用于收集激光所激发的拉曼信号,单色仪用于将拉曼信号转换成拉曼光谱,所述拉曼探头包括可拆分的第一部分、第二部分、第三部分及第四部分,所述第一部分包括第一镜片(1)、窄带滤波片,第二部分包括二向色镜及高通滤波片,第三部分包括第二镜片(2),第四部分包括第三镜片(3)及光纤,所述激光器发出的激光通过第一光纤传输到第一镜片进行准直成一个半径范围为2.5mm的光斑,然后光斑通过窄带滤波片到达呈45度倾斜放置的二向色片,二向色镜将激光反射至第二镜片(2),激光聚焦于被测样品表面,由于激光的激发所产生的散射光及反射的部分激光经过第二镜片(2)到达二向色镜,二向色片将激发的拉曼光透过,再经高通滤波器透过纯度高的拉曼光,最后经第三镜片(3)聚焦于第二光纤之中,所得的拉曼光通过狭缝到达第四镜片(4),经过准直后在光栅处发生衍射,衍射光再经过第五镜片(5)反射到达探测器,将得到的拉曼光谱信号转换成电信号,生成测试数据,并通过无线传输模块实时将生成的测试数据和图像加密发送至云端处理器; 云端处理器接收设置在各个分布式网点的测试终端发送的检测数据,对检测数据通过去基线、滤波、归一化、特征提取——建模、识别后,得到所测物质的信息,并对结果进行存储,判断检测数据是否符合国家、国际标准,同时,根据预设阈值给出综合数据的等级,根据所测物质在相关领域的国家、国际标准中规定的含量,来制定等级,并及时将结果反馈给三方:将测试结果、等级反馈给分布于各地点的检测终端;将测试数据、结果信息发送给平台管理中心;将测试等级发送给相关的部门、企业。
所属类别: 发明专利
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