一種利用電磁信號(hào)和數(shù)學(xué)建模的變質(zhì)檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于變質(zhì)檢測的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種利用電磁信號(hào)和數(shù)學(xué)建模的變質(zhì)檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)在生活中，判斷食物是否過期需要用戶自己通過查看生產(chǎn)日期或保質(zhì)期，以及聞味和品嘗來判斷，顯然，這樣對(duì)用戶來講很不方便，也不準(zhǔn)確。質(zhì)監(jiān)部門會(huì)利用食品安全檢測儀檢測出各種食品、農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留、甲醛、吊白塊、二氧化硫、亞硝酸鹽、硝酸鹽等50余種有毒有害物質(zhì)和添加劑的含量，但是，檢測范圍還是非常狹窄，檢測數(shù)據(jù)的精確度也不高。電磁信號(hào)由電磁源產(chǎn)生，波動(dòng)或變化的電流都產(chǎn)生磁場，帶有信號(hào)的電流、電波都會(huì)產(chǎn)生電磁。數(shù)學(xué)建模是用數(shù)學(xué)語言描述實(shí)際現(xiàn)象的過程，是運(yùn)用數(shù)學(xué)的語言和方法，通過抽象、簡化建立能近似刻畫并〃解決〃實(shí)際問題的一種強(qiáng)有力的數(shù)學(xué)手段。數(shù)學(xué)模型(Mathematical Model)是一種模擬，是用數(shù)學(xué)符號(hào)、數(shù)學(xué)式子、程序、圖形等對(duì)實(shí)際課題本質(zhì)屬性的抽象而又簡潔的刻畫，它或能解釋某些客觀現(xiàn)象，或能預(yù)測未來的發(fā)展規(guī)律，或能為控制某一現(xiàn)象的發(fā)展提供某種意義下的最優(yōu)策略或較好策略?，F(xiàn)有的食品變質(zhì)檢測方法并未將電磁信號(hào)和數(shù)學(xué)建模運(yùn)用到實(shí)際檢測工作中。目前，傳統(tǒng)的變質(zhì)檢測方法存在缺少電磁信號(hào)和數(shù)學(xué)建模相結(jié)合的檢測技術(shù)，檢測過程復(fù)雜、數(shù)據(jù)精確度低、檢測效果差的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種利用電磁信號(hào)和數(shù)學(xué)建模的變質(zhì)檢測方法，旨在解決傳統(tǒng)的變質(zhì)檢測方法存在缺少電磁信號(hào)和數(shù)學(xué)建模相結(jié)合的檢測技術(shù)，檢測過程復(fù)雜、數(shù)據(jù)精確度低、檢測效果差的問題。
[0004]本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種利用電磁信號(hào)和數(shù)學(xué)建模的變質(zhì)檢測方法，該方法步驟流程包括安裝電磁信號(hào)發(fā)射和接收裝置、建立檢測分析的數(shù)學(xué)模型、將變質(zhì)物含量轉(zhuǎn)化為輸出的電磁信號(hào)、將電磁信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)、計(jì)算變質(zhì)物含量的數(shù)據(jù)、得出計(jì)算結(jié)果并保存；
[0005]所述的安裝電磁信號(hào)發(fā)射和接收裝置是指抽取被檢測樣本，固定安裝好電磁信號(hào)的發(fā)射和接收裝置，將被檢測樣本放置在電磁信號(hào)發(fā)射器的信號(hào)采集裝置中；
[0006]所述的建立檢測分析的數(shù)學(xué)模型是指利用計(jì)算機(jī)編制程序，建立檢測分析的數(shù)學(xué)模型，將檢測數(shù)據(jù)代入模型中進(jìn)行計(jì)算變質(zhì)物的含量；
[0007]所述的將變質(zhì)物含量轉(zhuǎn)化為輸出的電磁信號(hào)是指利用電磁掃描器和傳感器將變質(zhì)物含量的多少轉(zhuǎn)化為電磁輸出的信號(hào)；
[0008]所述的將電磁信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)是指利用電磁信號(hào)發(fā)射器將電磁信號(hào)發(fā)射給接收器，接收器利用電磁傳感器將電磁信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)；
[0009]所述的計(jì)算變質(zhì)物含量的大小是指將計(jì)算機(jī)接收的數(shù)字信號(hào)帶入到檢測分析的數(shù)學(xué)模型中，通過數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算變質(zhì)物準(zhǔn)確的含量；
[0010]所述的得出計(jì)算結(jié)果并保存是指利用計(jì)算機(jī)程序軟件計(jì)算得出變質(zhì)物含量的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)結(jié)果保存至數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)器中，也可利用打印機(jī)打印紙質(zhì)版進(jìn)行查看。
[0011]進(jìn)一步，所述的將變質(zhì)物含量轉(zhuǎn)化為輸出的電磁信號(hào)中利用電磁掃描槍對(duì)被檢測樣本進(jìn)行掃描，產(chǎn)生可接收的電磁信號(hào)，并利用電磁發(fā)射器將信號(hào)發(fā)射出去，簡化了抽取檢測樣本過程。
[0012]進(jìn)一步，所述的利用電磁信號(hào)和數(shù)學(xué)建模的變質(zhì)檢測方法中采用電磁信號(hào)與數(shù)學(xué)建模相結(jié)合的技術(shù)，利用計(jì)算機(jī)軟件程序?qū)?shù)學(xué)模型進(jìn)行設(shè)計(jì)，將電磁信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)代入數(shù)學(xué)模型公式中進(jìn)行計(jì)算，得出準(zhǔn)確的變質(zhì)物含量，提高了數(shù)據(jù)精確度。
[0013]所述的電磁信號(hào)的發(fā)射裝置包括:
[0014]動(dòng)作觸發(fā)部件，用于感應(yīng)不同速度/頻率/節(jié)奏的觸發(fā)動(dòng)作，且每感應(yīng)一個(gè)觸發(fā)動(dòng)作即轉(zhuǎn)換成一個(gè)電信號(hào)；
[0015]信號(hào)處理部件，用于接收電信號(hào)，并基于單位時(shí)間內(nèi)接收到的電信號(hào)個(gè)數(shù)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)不同控制等級(jí)的數(shù)字信號(hào)；以及
[0016]信號(hào)發(fā)射部件，由用于發(fā)送主信號(hào)的有線電路構(gòu)成，用于發(fā)射對(duì)應(yīng)不同控制等級(jí)的電信號(hào)，主信號(hào)是與光信號(hào)相互轉(zhuǎn)換的電信號(hào)；信號(hào)發(fā)射部件包括但不限于發(fā)射天線、無線電設(shè)備、紅外設(shè)備、藍(lán)牙設(shè)備或WIFI設(shè)備，信號(hào)發(fā)射部件將對(duì)應(yīng)不同控制等級(jí)的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)不同控制等級(jí)的無線電波、紅外信號(hào)、藍(lán)牙信號(hào)或WIFI信號(hào)并發(fā)射出去；
[0017]編碼器，由用于相互發(fā)送監(jiān)控信號(hào)和控制信號(hào)的無線電電路構(gòu)成，設(shè)于信號(hào)處理部件和信號(hào)發(fā)射部件之間，用于對(duì)對(duì)應(yīng)不同控制等級(jí)的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行編碼后發(fā)送信號(hào)發(fā)射部件；
[0018]電磁信號(hào)的接收裝置包括:
[0019]動(dòng)作接收部件，用于接收基于不同速度/頻率/節(jié)奏的觸發(fā)動(dòng)作而發(fā)射出不同控制等級(jí)的數(shù)字信號(hào)；
[0020]信號(hào)分析部件，用于將接收的不同控制等級(jí)的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)不同的驅(qū)動(dòng)電信號(hào)；以及
[0021]受控動(dòng)作部件，用于接收對(duì)應(yīng)不同的驅(qū)動(dòng)電信號(hào)，并根據(jù)對(duì)應(yīng)不同的驅(qū)動(dòng)電信號(hào)發(fā)生對(duì)應(yīng)不同的動(dòng)作。
[0022]電磁信號(hào)發(fā)射和接收的方法包括以下步驟:
[0023]步驟一:通過動(dòng)作觸發(fā)部件感應(yīng)速度/頻率/節(jié)奏不一的觸發(fā)動(dòng)作，且每感應(yīng)一個(gè)觸發(fā)動(dòng)作即轉(zhuǎn)換成一個(gè)電信號(hào)；
[0024]步驟二:接收電信號(hào)，基于單位時(shí)間內(nèi)接收到的電信號(hào)個(gè)數(shù)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)不同控制等級(jí)的數(shù)字信號(hào)；
[0025]步驟三:對(duì)不同控制等級(jí)的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行編碼后發(fā)送。
[0026]所述的建立檢測分析的數(shù)學(xué)模型包括以下步驟:
[0027]步驟一:建立標(biāo)準(zhǔn)檢測數(shù)據(jù)庫模型，標(biāo)準(zhǔn)檢測數(shù)據(jù)庫模型針對(duì)動(dòng)作觸發(fā)部件、信號(hào)處理部件、信號(hào)發(fā)射部件、編碼器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行深度的數(shù)據(jù)挖掘，分析各數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系;
[0028]步驟二:將標(biāo)準(zhǔn)檢測數(shù)據(jù)庫模型與專家判斷分析模塊連接，專家判斷分析模塊對(duì)電磁信號(hào)的發(fā)射過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合判斷分析，產(chǎn)生比對(duì)誤差，將上述差值存入對(duì)比豐旲塊;
[0029]步驟三:建立標(biāo)準(zhǔn)發(fā)射數(shù)據(jù)庫模型，標(biāo)準(zhǔn)發(fā)射數(shù)據(jù)庫模型針對(duì)動(dòng)作接收部件、信號(hào)分析部件、受控動(dòng)作部件產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行深度數(shù)據(jù)挖掘，檢測數(shù)據(jù)發(fā)射中的感應(yīng)速度/頻率/節(jié)奏，并以數(shù)據(jù)和曲線結(jié)合的方式展現(xiàn)。
[0030]將變質(zhì)物含量轉(zhuǎn)化為輸出的電磁信號(hào)包括一電磁輸出電路，該電磁輸出電路包括LC串聯(lián)諧振電路、一級(jí)運(yùn)放電路、半波檢波電路、Π型濾波電路、二級(jí)運(yùn)放電路；LC串聯(lián)諧振電路把檢測到的磁場信號(hào)轉(zhuǎn)化為交流正弦電信號(hào)，依次經(jīng)過一級(jí)運(yùn)放電路、半波檢波電路、Π型濾波電路后變?yōu)橹绷餍盘?hào)，最后經(jīng)二級(jí)運(yùn)放電路輸出較大的直流驅(qū)動(dòng)電信號(hào)。
[0031]所述的得出計(jì)算結(jié)果并保存包括一變質(zhì)物的3D打印方法，該方法包括以下步驟:
[0032]步驟一、對(duì)擬掃描的檢測樣本進(jìn)行薄層CT掃描，采集影像資料的DICOM格式文件，應(yīng)用Mimics軟件的設(shè)計(jì)模塊，創(chuàng)建與實(shí)際掃描中擬應(yīng)用的相同規(guī)格的變質(zhì)物模型；
[0033]步驟二、在Mimics軟件中導(dǎo)入DICOM格式影像文件，應(yīng)用Mimics軟件中基礎(chǔ)模塊的相關(guān)功能，根據(jù)掃描的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行三維重建；
[0034]步驟三、將變質(zhì)物模型導(dǎo)出為Stl格式文件，并導(dǎo)入3D打印機(jī)，打印出實(shí)體變質(zhì)物模型。
[0035]所述的電磁掃描槍包括激光器、激光鏡、光敏二極管、微處理器，振蕩電路、觸發(fā)電路、程序存儲(chǔ)器、暫存器、參數(shù)設(shè)置電路、信號(hào)處理和控制電路、輸出接口電路與專用電源，激光器、暫存器、參數(shù)設(shè)置電路、信號(hào)處理和控制電路、輸出接口電路分別相連接，信號(hào)處理和控制短路與專用電源相連接；信號(hào)處理和控制電路中設(shè)置有一級(jí)放大電路、二級(jí)放大電路、激光控制電路、穩(wěn)壓電路、信號(hào)輸出及掃描控制電路、連接座和連接器，光敏二極管、穩(wěn)壓電路分別與一級(jí)放大電路相連接，一級(jí)放大電路與耳機(jī)放大電路相連接，二級(jí)放大電路與三級(jí)放大電路相連接，三級(jí)放大電路與信號(hào)數(shù)據(jù)及掃描控制電路、擺動(dòng)控制電路相連，激光控制度電路與擺動(dòng)控制電路相連接，連接座與專用電源相連接，連接器與微處理器相連接。
[0036]安裝電磁信號(hào)發(fā)射和接收裝置，抽取被檢測樣本，固定安裝好電磁信號(hào)的發(fā)射和接收裝置，將被檢測樣本放置在電磁信號(hào)發(fā)射器的信號(hào)采集裝置中；
[0037]建立檢測分析的數(shù)學(xué)模型，利用計(jì)算機(jī)編制程序建立檢測分析的數(shù)學(xué)模型，將檢測數(shù)據(jù)代入模型中進(jìn)行計(jì)算變質(zhì)物的含量；建立標(biāo)準(zhǔn)檢測數(shù)據(jù)庫模型，對(duì)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行深度的數(shù)據(jù)挖掘，分析各數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系并與專家判斷分析模塊連接，產(chǎn)生比對(duì)誤差，將上述差值存入對(duì)比模塊，之后建立標(biāo)準(zhǔn)發(fā)射數(shù)據(jù)庫模型，檢測數(shù)據(jù)發(fā)射中的感應(yīng)速度/頻率/節(jié)奏，并以數(shù)據(jù)和曲線結(jié)合的方式展現(xiàn)；
[0038]將變質(zhì)物含量轉(zhuǎn)化為輸出的電磁信號(hào)，利用電磁掃描器和傳感器將變質(zhì)物含量的多少轉(zhuǎn)化為電磁輸出的信號(hào)，接收的信號(hào)經(jīng)控制電路中的一級(jí)放大電路、二級(jí)放大電路將信號(hào)進(jìn)行放大處理，放大后的信號(hào)經(jīng)微處理器進(jìn)行運(yùn)算處理；
[0039]將電磁信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，利用電磁信號(hào)發(fā)射器將電磁信號(hào)發(fā)射給接收器，接收器利用電磁傳感器將電磁信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)；
[0040]計(jì)算變質(zhì)物含量的數(shù)據(jù)，