[發(fā)明專利]一種用于農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測的遠(yuǎn)程無線電子鼻系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310340481.6
• 申請日: 2013-08-07
• 公開（公告）號: CN103424433A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王俊;陳新偉
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: G01N27/00
• 分類號: G01N27/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 周烽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測的遠(yuǎn)程無線電子鼻系統(tǒng)。

背景技術(shù)

據(jù)統(tǒng)計，我國果、蔬等農(nóng)產(chǎn)品在生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲存等物流環(huán)節(jié)中的損失率高達(dá)25%-30%，遠(yuǎn)高于發(fā)達(dá)國家平均5%的損失率。每年僅運(yùn)輸途中腐爛、損失一項，總值就達(dá)到750億元。近年來，生鮮農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和流通量逐年增加，探索農(nóng)產(chǎn)品在物流尤其運(yùn)輸環(huán)節(jié)中的品質(zhì)演變規(guī)律，繼而采取恰當(dāng)?shù)拇胧员M可能保持物流環(huán)節(jié)中農(nóng)產(chǎn)品的安全和品質(zhì)已是亟待解決的問題。因此，開發(fā)一種適用于農(nóng)產(chǎn)品在物流階段尤其是運(yùn)輸和貯藏環(huán)節(jié)中的品質(zhì)檢測設(shè)備成為必要。

電子鼻是模仿生物鼻的一種人工嗅覺系統(tǒng)，主要通過氣味來對氣體成分和類型進(jìn)行識別和檢測。在農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測領(lǐng)域，電子鼻的應(yīng)用研究已取得了較大的進(jìn)展，尤其對農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)劣變過程的研究中，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了定性和定量的檢測效果。這表明，電子鼻應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的檢測，包括農(nóng)產(chǎn)品在各物流環(huán)節(jié)中的品質(zhì)檢測，具有可行性。而電子鼻檢測快速無損、實(shí)時性和智能化的優(yōu)點(diǎn)，使電子鼻具備了實(shí)用性。

現(xiàn)有電子鼻，如中國專利授權(quán)公開號CN?101769889?A，“一種農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測的電子鼻系統(tǒng)”，完成了電子鼻的嵌入式設(shè)計，體積小巧，有利于現(xiàn)場及移動檢測。但它將氣體富集、傳感器模塊、信號處理、模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)存儲一應(yīng)模塊全部集中到一個嵌入式系統(tǒng)中，致使系統(tǒng)負(fù)荷沉重，功耗較高，且只能在檢測完成后才可以對存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，因此不符合農(nóng)產(chǎn)品貯藏及運(yùn)輸途中的需要長期、實(shí)時監(jiān)測的要求。又如中國專利授權(quán)公開號CN101788440A，“一種用于食品安全監(jiān)測的電子鼻系統(tǒng)”，采用基于MEMS技術(shù)的諧振式氣體傳感器，具有高靈敏度和低功耗的特點(diǎn)，且傳感器以獨(dú)立的形式安裝，以靈活的方式構(gòu)成傳感器陣列，有更好的普適性，可用于不同食品貯藏環(huán)境的長期監(jiān)測。傳感器的測量信號為頻率，有準(zhǔn)數(shù)字的特點(diǎn)，信號精度不受傳輸距離的影響，因此可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測，但仍然是以有線的形式實(shí)現(xiàn)，無法在移動環(huán)境中使用，不符合農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)輸途中數(shù)據(jù)需要遠(yuǎn)程無線傳輸?shù)囊蟆?/p>

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種適用于現(xiàn)場及移動環(huán)境、可以對農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)實(shí)施長期實(shí)時監(jiān)測、將數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一處理和管理的遠(yuǎn)程無線電子鼻系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：一種用于農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)監(jiān)測的遠(yuǎn)程無線電子鼻系統(tǒng)，包括現(xiàn)場檢測部分、遠(yuǎn)程監(jiān)控中心和上位機(jī)三部分；其中，現(xiàn)場檢測部分包括氣室、氣敏傳感器陣列、信號處理模塊、微機(jī)處理模塊、GPRS模塊和氣路控制模塊；遠(yuǎn)程監(jiān)控中心由Web服務(wù)器和電子鼻信號數(shù)據(jù)庫相連組成；氣敏傳感器陣列封裝在氣室內(nèi)并與信號處理模塊相連，信號處理模塊、GPRS模塊和氣路控制模塊均與微機(jī)處理模塊相連，GPRS模塊通過GPRS網(wǎng)絡(luò)和Internet網(wǎng)絡(luò)與Web服務(wù)器連接，電子鼻信號數(shù)據(jù)庫和上位機(jī)均與Web服務(wù)器相連；氣敏傳感器陣列采集的氣敏傳感器信號經(jīng)過信號處理模塊濾波放大后，傳輸?shù)轿C(jī)處理模塊進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到的電子鼻數(shù)字信號經(jīng)GPRS網(wǎng)絡(luò)無縫連入因特網(wǎng)，以TCP/IP協(xié)議的方式無線傳輸給遠(yuǎn)程監(jiān)控中心；Web服務(wù)器對電子鼻數(shù)字信號進(jìn)行實(shí)時圖形化顯示后，由電子鼻信號數(shù)據(jù)庫存儲、管理和等待調(diào)用；上位機(jī)連入因特網(wǎng)，通過IP或域名登錄遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，可以設(shè)定電子鼻檢測初始參數(shù)、實(shí)時查看檢測過程信息、發(fā)送即時控制命令以及查看電子鼻檢測結(jié)果。

進(jìn)一步地，所述氣敏傳感器陣列封裝在氣室內(nèi)包含8個具交叉選擇性的氣敏傳感器，分別是：硫化氫氣體傳感器、氨氣/胺化合物氣體傳感器、氫氣傳感器、一氧化碳傳感器、二氧化碳傳感器、甲烷氣體傳感器和兩個有機(jī)揮發(fā)物氣體傳感器。

進(jìn)一步地，所述信號處理模塊包括八個調(diào)理電路，每個調(diào)理電路與一個氣敏傳感器相連，所有調(diào)理電路均與微機(jī)處理模塊相連。

進(jìn)一步地，所述調(diào)理電路包括3個電阻R1-R3、4個電容C1-C4、電位器RT1和1個運(yùn)算放大器U1；其中，電阻R1的一端、電容C1的一端、電容C2的一端和電位器RT1的滑動端相連，作為調(diào)理電路的信號輸入端與氣敏傳感器相連；電阻R1的另一端與電容C3的一端相連后接運(yùn)算放大器U1的正輸入端；電阻R2的一端與電阻R3的一端相連后接運(yùn)算放大器U1的負(fù)輸入端；電容C2的另一端、電阻R3的另一端與電容C4的一端相連后接運(yùn)算放大器U1的輸出端，作為調(diào)理電路的信號輸出端與微機(jī)處理模塊的信號輸入端相連；電位器RT1的一個固定端、電阻R2的另一端、電容C1的另一端、電容C3的另一端和電容C4的另一端接地。