本發(fā)明涉及農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)電子鼻檢測領(lǐng)域，尤其涉及一種用于農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測的電子鼻信息處理系統(tǒng)及設(shè)計方法。

背景技術(shù)：

隨著電子鼻應(yīng)用領(lǐng)域范圍的逐步擴(kuò)大，對電子鼻檢測技術(shù)也提出了越來越多的要求。近年來，電子鼻技術(shù)正逐漸朝著智能化、便攜化方向發(fā)展。而嵌入式電子鼻便是這一趨勢中獲得很好應(yīng)用的一種，其不僅布局體積小巧，便于攜帶的優(yōu)點(diǎn)，而且可以借助計算能力強(qiáng)大的微處理器，使得其可以脫離pc端進(jìn)行復(fù)雜數(shù)據(jù)的獨(dú)立運(yùn)算，以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場快速檢測區(qū)分的功能。

現(xiàn)階段，嵌入式電子鼻雖然能較好的滿足獨(dú)立運(yùn)算，易于攜帶的需求，但在實(shí)際應(yīng)用中也存在著一些問題。如專利申請（cn101226166a）公開的一種用于現(xiàn)場檢測的低功耗手持式電子鼻系統(tǒng)和專利申請（cn103728348a）公開的一種室內(nèi)空氣質(zhì)量電子鼻，兩者均為典型的嵌入式電子鼻，也能滿足獨(dú)立檢測，便攜的要求，但是兩者均通過簡單的機(jī)械按鍵向微處理器鍵入控制指令，不僅增加了電路復(fù)雜程度，也使得指令單一、不穩(wěn)定。而且兩者均采用結(jié)構(gòu)簡單的led和lcd顯示屏來顯示檢測結(jié)果，使得效果不直觀，且使用者無法從單一的數(shù)據(jù)來獲取整個檢測過程，更無法對整個檢測過程進(jìn)行有效的控制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種滿足不同檢測環(huán)境下，用于嵌入式電子鼻檢測的信息處理系統(tǒng)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種用于嵌入式電子鼻檢測的信息處理系統(tǒng)，包括pc端處理系統(tǒng)及移動終端處理系統(tǒng)；pc端處理系統(tǒng)為matlab環(huán)境下開發(fā)的gui界面；移動終端處理系統(tǒng)為基于可編程智能lcd的硬件環(huán)境開發(fā)的人機(jī)交互界面；pc端處理系統(tǒng)與移動終端處理系統(tǒng)均根據(jù)嵌入式電子鼻的具體功能進(jìn)行系統(tǒng)界面劃分，并通過指令的交互式應(yīng)答實(shí)現(xiàn)嵌入式電子鼻的相關(guān)檢測操作；

所述pc端處理系統(tǒng)主要包括以下功能單元：

通訊連接單元，用于獲取嵌入式電子鼻串口信息，并設(shè)定pc端處理系統(tǒng)的串口參數(shù)與之相匹配，以建立數(shù)據(jù)傳輸通道；

數(shù)據(jù)采集單元，用于獲取顯示嵌入式電子鼻所采集到的氣敏傳感器的響應(yīng)信息；

特征提取單元，用于記錄顯示嵌入式電子鼻對各氣敏傳感器原始信號所提取的特征值；

檢測結(jié)果呈現(xiàn)單元，包括響應(yīng)曲線呈現(xiàn)和模式識別結(jié)果呈現(xiàn)，分別繪制各氣敏傳感器響應(yīng)曲線和顯示模式識別結(jié)果；

系統(tǒng)功能控制單元，用于向嵌入式電子鼻發(fā)送指令，控制其進(jìn)行進(jìn)樣，數(shù)據(jù)傳輸，特征提取，清洗，數(shù)據(jù)存儲等功能；

數(shù)據(jù)存儲單元，用于記錄每次檢測過程中，pc端處理系統(tǒng)記錄和緩存的數(shù)據(jù)；

所述移動終端處理系統(tǒng)主要包括以下功能界面：

系統(tǒng)功能選擇界面，用于選擇不同功能界面，實(shí)現(xiàn)界面間的快速跳轉(zhuǎn)；

采樣界面，用于向嵌入式電子鼻發(fā)送采樣指令，實(shí)現(xiàn)采樣操作，同時將獲取的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存及響應(yīng)曲線的繪制；

特征提取界面，用于向嵌入式電子鼻發(fā)送特征提取指令，實(shí)現(xiàn)對各氣敏傳感器提取不同特征值的操作，并進(jìn)行記錄緩存；

模式識別界面，用于控制嵌入式電子鼻讀取歷史采樣數(shù)據(jù)以進(jìn)行模式識別，并顯示模式識別結(jié)果；

數(shù)據(jù)傳輸界面，用于顯示嵌入式電子鼻向移動終端處理系統(tǒng)或pc端處理系統(tǒng)發(fā)送的數(shù)據(jù)，并控制嵌入式電子鼻記錄存儲每次采樣數(shù)據(jù)。

所述pc端處理系統(tǒng)與移動終端處理系統(tǒng)功能一致，具有替代性，均用于嵌入式電子鼻檢測。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明基于matlabgui開發(fā)的pc端信息處理系統(tǒng)和基于可編程智能lcd開發(fā)的移動端信息處理系統(tǒng)，均為集成了信號采集顯示、信號預(yù)處理、特征提取、模式識別、檢測結(jié)果存儲等功能的電子鼻檢測控制系統(tǒng)。通過良好的人機(jī)交互界面，在實(shí)現(xiàn)電子鼻檢測全過程有效控制的情況下，使得電子鼻檢測各過程檢測信息可視化，令使用者能更好地獲取樣品及檢測進(jìn)度信息。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是實(shí)施例的pc端處理系統(tǒng)示意圖；

圖3-7是實(shí)施例的移動終端處理系統(tǒng)的各個功能界面的示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的基本原理是：利用常見的qtdesigner或matlabgui軟件搭建信息處理系統(tǒng)，通過直接拖拽的方式進(jìn)行系統(tǒng)界面布局，并根據(jù)嵌入式電子鼻的實(shí)際控制需求對各功能模塊進(jìn)行回調(diào)函數(shù)的編寫。為滿足不同檢測環(huán)境對嵌入式電子鼻的檢測需求，分別設(shè)計pc端處理系統(tǒng)和移動終端處理系統(tǒng)使得嵌入式電子鼻在檢測過程中更具有適用性。

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對技術(shù)方案的實(shí)施作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

本發(fā)明所述的一種用于嵌入式電子鼻檢測的信息處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，該系統(tǒng)包括pc端處理系統(tǒng)和移動終端處理系統(tǒng)。實(shí)施例中，所采用的嵌入式電子鼻是以tms320f28335為微處理器所搭建的，且該電子鼻采用8個氣敏傳感器構(gòu)成傳感器陣列，并以具有觸控功能的tft彩色液晶屏作為系統(tǒng)的顯示界面。基于該嵌入式電子鼻的硬件條件，設(shè)定pc端處理系統(tǒng)通過藍(lán)牙模塊或rs232串口與嵌入式電子鼻進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；移動終端處理系統(tǒng)通過rs232與嵌入式電子鼻進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸；

所述pc端處理系統(tǒng)與移動終端處理系統(tǒng)均通過發(fā)送特定指令控制嵌入式電子鼻進(jìn)行相應(yīng)的檢測操作，并根據(jù)嵌入式電子鼻所傳輸回的數(shù)據(jù)進(jìn)行信息處理與管理。

考慮到模式識別算法在matlab環(huán)境下的高效移植性，可能滿足多種復(fù)雜模式識別程序的運(yùn)算，且其gui功能具有操作簡單，設(shè)計簡便，界面簡潔的特點(diǎn)，故所述pc端處理系統(tǒng)在matlabgui開發(fā)環(huán)境下進(jìn)行開發(fā)，以實(shí)現(xiàn)具有較好人機(jī)交互特性的界面，并可執(zhí)行復(fù)雜的模式識別運(yùn)算。如圖2所示，其主要包括以下功能單元：

通訊連接單元，用于獲取嵌入式電子鼻串口信息，并設(shè)定pc端處理系統(tǒng)的串口參數(shù)與之相匹配，以建立數(shù)據(jù)傳輸通道；

數(shù)據(jù)采集單元，用于獲取顯示嵌入式電子鼻所采集到的氣敏傳感器的響應(yīng)信息；

特征提取單元，用于記錄顯示嵌入式電子鼻對各氣敏傳感器原始信號所提取的特征值；

檢測結(jié)果呈現(xiàn)單元，包括響應(yīng)曲線呈現(xiàn)和模式識別結(jié)果呈現(xiàn)，分別繪制各氣敏傳感器響應(yīng)曲線和顯示模式識別結(jié)果；

系統(tǒng)功能控制單元，用于向嵌入式電子鼻發(fā)送指令，控制其進(jìn)行進(jìn)樣，數(shù)據(jù)傳輸，特征提取，清洗，數(shù)據(jù)存儲等功能；

數(shù)據(jù)存儲單元，用于記錄每次檢測過程中，pc端處理系統(tǒng)記錄和緩存的數(shù)據(jù)。

由于該嵌入式電子鼻所采用的具有觸控功能的tft彩色液晶屏是一款典型的可編程智能lcd，故所述的移動終端處理系統(tǒng)便基于該tft彩色液晶屏的硬件環(huán)境進(jìn)行開發(fā)，如圖3-7所示，主要包括以下功能界面：

系統(tǒng)功能選擇界面，用于選擇不同功能界面，實(shí)現(xiàn)界面間的快速跳轉(zhuǎn)；

采樣界面，用于向嵌入式電子鼻發(fā)送采樣指令，實(shí)現(xiàn)采樣操作，同時將獲取的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存及響應(yīng)曲線的繪制；

特征提取界面，用于向嵌入式電子鼻發(fā)送特征提取指令，實(shí)現(xiàn)對各氣敏傳感器提取不同特征值的操作，并進(jìn)行記錄緩存；

模式識別界面，用于控制嵌入式電子鼻讀取歷史采樣數(shù)據(jù)以進(jìn)行模式識別，并顯示模式識別結(jié)果；

數(shù)據(jù)傳輸界面，用于顯示嵌入式電子鼻向移動終端處理系統(tǒng)或pc端處理系統(tǒng)發(fā)送的數(shù)據(jù)，并控制嵌入式電子鼻記錄存儲每次采樣數(shù)據(jù)。

所述pc端處理系統(tǒng)與移動終端處理系統(tǒng)功能一致，具有替代性，均可用于嵌入式電子鼻檢測。

在實(shí)際應(yīng)用中，所述的一種用于嵌入式電子鼻檢測的信息處理系統(tǒng)其工作流程大致如下：通過觸發(fā)界面中的功能控件以實(shí)現(xiàn)向嵌入式電子鼻發(fā)送控制指令，嵌入式電子鼻根據(jù)控制指令進(jìn)行相應(yīng)的檢測操作，并將所獲得的數(shù)據(jù)根據(jù)通信協(xié)議發(fā)送到pc端處理系統(tǒng)或移動終端處理系統(tǒng)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)等待。根據(jù)后續(xù)的控制指令及相關(guān)程序，pc端處理系統(tǒng)和移動終端處理系統(tǒng)將對數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)進(jìn)行響應(yīng)處理并在相關(guān)功能單元或功能界面中進(jìn)行顯示。

以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。