食品安全現(xiàn)場檢測設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于嵌入式系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及食品安全現(xiàn)場檢測設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]古語有云“民以食為天”，食品安全問題將會直接影響到人類的生存、生活，是人類發(fā)展必須關(guān)注的問題。我國自上世紀(jì)80年代以來，食品安全問題時有發(fā)生，而且情況越來越嚴(yán)重，從最初的二惡英、甲醛，到現(xiàn)在牛奶業(yè)的三聚氰胺、養(yǎng)殖業(yè)的抗生素、食品業(yè)的添加劑等等。食品安全問題的發(fā)生已為我們敲響了警鐘，如何預(yù)防食品安全問題的發(fā)生已成為一個急需解決的冋題。
[0003]嵌入式系統(tǒng)以應(yīng)用為中心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、軟硬件可裁剪、功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
[0004]分光光度法是通過測定被測物質(zhì)在特定波長處或一定波長范圍內(nèi)光的吸光度，對物質(zhì)進(jìn)行分析的一種方法。
[0005]當(dāng)前的食品安全檢測基本都在實(shí)驗(yàn)室完成，這種方法普遍采用大型設(shè)備、專業(yè)人員，這種方法檢測的精度高，檢測參數(shù)多，但是普及度不高，無法走進(jìn)日常生活，對于食品安全問題的預(yù)防作用不大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明是針對現(xiàn)狀而提出的食品安全現(xiàn)場檢測設(shè)備。該設(shè)備采用吸光光度法原理，以微處理器STM32F101為核心，采用嵌入式系統(tǒng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對部分有毒有害物質(zhì)的現(xiàn)場檢測。
[0007]本發(fā)明食品安全現(xiàn)場檢測設(shè)備由控制器模塊，電源管理模塊，外部存儲模塊，光源模塊、信號采集模塊和輸入輸出模塊組成?？刂破髂K以STM32F101為核心；電源管理模塊包括3.3V電源轉(zhuǎn)換電路和5V電源轉(zhuǎn)換電路；外部存儲模塊以存儲芯片AT45DB161D為核心；光源模塊包括波長不同的紅光和藍(lán)光光源電路；信號米集模塊包括ST178光電傳感器和IV轉(zhuǎn)換電路；輸入輸出模塊包括矩陣鍵盤和LCD1602液晶。控制器模塊通過矩陣鍵盤選擇開啟不同波長的光源，光源通過比色皿，比色皿中待檢測的物質(zhì)吸收部分光波，剩余光波照射到光電傳感器上，光電傳感器將光信號轉(zhuǎn)換為電流信號，電流信號通過IV電路將電流信號轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電壓信號，控制器STM32F101內(nèi)部集成的AD轉(zhuǎn)換模塊將電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，這些數(shù)字信息通過STM32F101處理后，通過控制器計(jì)算將濃度信息顯示在液晶屏上，同時保存在存儲器模塊。
[0008]所述的控制器模塊電路由控制器Ul STM32F101、第一濾波電容Cl、第二濾波電容C2、第三濾波電容C3、第四濾波電容C4、第一晶振Yl和第二晶振Y2組成?？刂破鱑lSTM32F101的22引腳、50引腳、75引腳、100引腳、28引腳、11引腳與VDD3.3相連;控制器UlSTM32F101的49引腳、74引腳、99引腳、27引腳、10引腳相連并接地；控制器Ul STM32F101的12引腳、第一晶振Yl的一端與第一濾波電容Cl的一端相連；控制器Ul STM32F101的13引腳、第一晶振Yl的另一端與第二濾波電容C2的一端相連；第一濾波電容Cl的另一端與第二濾波電容C2的另一端相連并接地；控制器Ul STM32F101的9引腳、第二晶振Y2的一端與第三濾波電容C3的一端相連；控制器Ul STM32F101的8引腳、第二晶振Y2的另一端與第四濾波電容C4的一端相連；第三濾波電容C3的另一端與第四濾波電容C4的另一端相連并接地。
[0009]所述的5V電壓轉(zhuǎn)換電路由12V鋰電池、5V電壓轉(zhuǎn)換芯片U2 LM7805E、第五濾波電容C5、第六濾波電容C6、第一極性電容C7、第二極性電容C8和電源指示燈DSl組成。12V鋰電池與VDD12相連；電壓轉(zhuǎn)換芯片U2 LM7805E的I引腳、第一極性電容C7的陽極、第五濾波電容C5的一端與VDD12相連；電壓轉(zhuǎn)換芯片U2 LM7805E的2引腳、第一極性電容C7的陰極、第五濾波電容C5的另一端、第六濾波電容C6的一端、第二極性電容C8的陰極與電源指示燈DSl的2引腳相連并接地；電壓轉(zhuǎn)換芯片U2 LM7805E的3引腳、第六濾波電容C6的另一端、第二極性電容C8的陽極、電源指示燈DSl的I引腳與VDD5.0相連。
[0010]所述的3.3V電壓轉(zhuǎn)換電路由3.3V電壓轉(zhuǎn)換芯片U3 LM1117、第九濾波電容C9、第i^一濾波電容C11、第三極性電容ClO和第四極性電容C12組成。3.3V電壓轉(zhuǎn)換芯片U3LMl117的3引腳、第九濾波電容C9的一端、第三極性電容ClO的陽極與VDD5.0相連;3.3V電壓轉(zhuǎn)換芯片U3 LMl117的I引腳、第九濾波電容C9的另一端、第三極性電容ClO的陰極、第四極性電容C12的陰極與第^^一濾波電容Cll的一端相連并接地；3.3V電壓轉(zhuǎn)換芯片U3LMl117的2引腳、第四極性電容C12的陽極、第^^一濾波電容Cll的另一端與VDD3.3相連。
[0011]所述的外部存儲器模塊電路由存儲芯片U4 AT4OTB161D、第一電阻R1、第二電阻R2組成；存儲芯片U4 AT45DB161D的4引腳與控制器Ul STM32F101的SPI2_SS引腳相連；存儲芯片U4 AT45DB161D的8引腳與控制器Ul STM32F101的SPI2_MISO引腳相連；存儲芯片U4 AT45DB161D的I引腳與控制器Ul STM32F101的SPI2_MOSI引腳相連；存儲芯片U4 AT45DB161D的2引腳與控制器Ul STM32F101的SPI2_SCK引腳相連；存儲芯片U4AT45DB161D的6引腳、第一電阻Rl的一端、第二電阻R2的一端與VDD3.3相連；存儲芯片U4 AT45DB161D的3引腳與第一電阻Rl的另一端相連;存儲芯片U4 AT45DB161D的5引腳、第二電阻R2的另一端與控制器Ul STM32F101的PBO引腳相連；存儲芯片U4 AT45DB161D的7引腳接地。
[0012]所述的光源模塊包括第三電阻R3、第四電阻R4、第一三極管Q1、第二三極管Q2、紅色LED燈DS2和藍(lán)色LED燈DS3。第三電阻R3的一端、第四電阻R4的一端與VDD3.3相連；第三電阻R3的另一端與第一三極管Ql的I引腳相連；第一三極管Ql的2引腳與控制器UlSTM32F101的PEll引腳相連；第一三極管Ql的3引腳與紅色LED燈DS2的I引腳相連；第二三極管Q2的2引腳與控制器Ul STM32F101的PE12引腳相連；第二三極管Q2的3引腳與藍(lán)色LED燈DS3的I引腳相連；紅色LED燈DS2的2引腳與藍(lán)色LED燈DS3的2引腳相連并接地。
[0013]所述的信號采集模塊包括光電傳感器U5 ST178、芯片U6A LM358、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8和第十三濾波電容C13組成。光電傳感器U5 ST178的I引腳、4引腳與VDD5.0相連；光電傳感器U5 ST178的2引腳與第六電阻R6的一端相連；第六電阻R6的另一端與第七電阻R7的一端相連并接地；光電傳感器U5 ST178的3引腳、第七電阻R7的一端、第八電阻R8的一端、第十三濾波電容C13的一端與第五電阻R5的一端相連；第八電阻R8的另一端與第十三濾波電容C13的另一端相連并接地；第五電阻R5的另一端與芯片U6A LM358的2引腳相連；芯片U6A LM358的4引腳與VDD5.0相連；芯片U6A LM358的8引腳接地；芯片U6A LM358的3引腳、I引腳與控制器Ul STM32F101的ADC引腳相連。
[0014]所述的輸入輸出模塊包括第一開關(guān)S1、第二開關(guān)S2、第三開關(guān)S3、第四開關(guān)S4、第九電阻R9、第十電阻R10、第^^一電阻R11、第十二電阻R12、第十三電阻R13、第十四電阻R14和液晶屏插口 JPl IXD1602。第一開關(guān)SI的一端、第三開關(guān)S3的一端、第十二電阻R12的一端與處理器Ul STM32F101的PDl引腳相連；第二開關(guān)S2的一端、第四開關(guān)S4的一端、第十三電阻R13的一端與處理器Ul STM32F101的TOO引腳相連；第一開關(guān)SI的另一端、第二開關(guān)S2的另一端、第九電阻R9的一端與處理器Ul STM32F101的TO2引腳相連；第三開關(guān)S3的另一端、第四開關(guān)S4的另一端、第^^一電阻Rll的一端與處理器Ul STM32F101的TO3引腳相連；第十二電阻R12的另一端與第十三電阻R13的另一端相連并接地；第九電阻R9的另一端、第i^一電阻Rll的另一端與VDD3.3相連。液晶屏插口 JPl IXD1602的I引腳接地；液晶屏插口 JPl IXD1602的2引腳、第十電阻RlO的一端與VDD5.0相連；液晶屏插口 JPl IXD1602的3引腳、第十電阻RlO的另一端與第十四電阻R14的一端相連；液晶屏插口 JPl LCD1602的4引腳與處理器Ul STM32F101的PElO引腳相連；液晶屏插口 JPlLCD1602的5引腳與處理器Ul STM32F101的PE9引腳相連;液晶屏插口 JPl LCD1602的6引腳與處理器Ul STM32F101的PE8引腳相連;液晶屏插口 JPl LCD1602的7引腳與處理器Ul STM32F101的PE7引腳相連；液晶屏插口 JPl LCD1602的8引腳與處理器Ul STM32F101的PE6引腳相連;液晶屏插口 JPl LCD1602的9引腳與處理器Ul STM32F101的PE5引腳相連；液晶屏插口 JPl LCD1602的10引腳與處理器Ul STM32F101的PE4引腳相連；液晶屏插口 JPl LCD1602的11引腳與處理器Ul STM32F101的PE3引腳相連；液晶屏插口 JPlLCD1602的12引腳與處理器Ul STM32F101的PE2引腳相連;液晶屏插口 JPl LCD1602的13引腳與處理器Ul STM32F