[發明專利]一種基于WiFi設備的糧食霉變檢測方法及裝置

有效

• 申請號: 201910829383.6
• 申請日: 2019-09-03
• 公開（公告）號: CN110531039B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 楊衛東;胡鵬明;張元;魏蔚;李智;秦瑤;朱春華;蔣玉英;張文帥;陳星星
• 申請（專利權）人: 河南工業大學
• 主分類號: G01N33/10
• 分類號: G01N33/10;G06N3/08;H04B17/309
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 吳敏;史萌楊

本發明涉及一種基于WiFi設備的糧食霉變檢測方法及裝置，獲取穿過糧食所在區域的WiFi信號，從WiFi信號中提取信道狀態信息的CSI振幅數據，并獲取與CSI振幅數據對應的糧食狀態，糧食狀態包括糧食正常和糧食霉變；構建神經網絡模型，利用獲取的CSI振幅數據和與糧食狀態對神經網絡模型進行訓練，得到振幅狀態關系模型；獲取穿過待檢測糧食所在區域的WiFi信號，從穿過待檢測糧食所在區域的WiFi信號中提取CSI振幅數據，并輸入至振幅狀態關系模型中，得到待檢測糧食的糧食狀態。本發明利用現有的WiFi設備以及軟件算法即可實現對糧食長時間、無間斷的霉變檢測，檢測成本低；而且，利用訓練好的振幅狀態關系模型，實時性高，有助于農民等更高效、快速地發現糧食是否霉變。

技術領域

本發明屬于糧食霉變檢測技術領域，具體涉及一種基于WiFi設備的糧食霉變檢測方法及裝置。

背景技術

糧食(例如小麥、大米)霉變可導致人類儲存谷物的污染，營養物質的流失和食源性疾病。糧食霉變的主要原因包括微生物和環境因素。霉變通常由收獲期間糧食顆粒中的微生物和貯藏期間的糧倉微生物引起。另一方面，糧食霉變也受到糧倉類型、溫度、濕度和其他環境因素的影響。在糧食霉變的早期階段，如果及時采取措施，糧食仍將具有使用價值。當糧食完全發霉時，它將失去使用價值，應盡快銷毀，以免造成人類疾病。實時、非破壞性和低成本的糧食霉變檢測系統對于確保糧食儲存的高安全性非常有用。

由于專業知識的缺乏和測試設備的高成本，許多農民和經銷商無法及時檢測糧食狀況，如若能夠快速檢測糧食中的霉變便可以幫助農民，使經銷商和零售商實現更高效、更安全的糧食儲存，減少糧食的浪費和成本。

以低成本快速檢測糧食中的霉變是一項巨大的挑戰。目前，糧食霉變的檢測主要依靠人工檢測，主要是根據視覺檢查和檢查員的嗅覺經驗來判斷糧食霉變程度。手動方法耗時耗力，容易出錯，對快速檢測谷物霉變沒有多大幫助。為了提高檢測效率，可使用成本較高的傳感器來用于糧食霉變檢測，如電子鼻傳感器和近紅外光譜。而且，需將這些傳感器大面積鋪設在檢測區域內，以對整個檢測區域的小麥均檢測到，無疑增加了檢測成本，阻礙了它們的廣泛應用。

發明內容

本發明提供了一種基于WiFi設備的糧食霉變檢測方法及裝置，用以解決使用電子鼻傳感器和近紅外光譜來檢測糧食霉變時造成的成本高的問題。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案和有益效果為：

本發明的一種基于WiFi設備的糧食霉變檢測方法，包括如下步驟：

獲取穿過糧食所在區域的WiFi信號，從所述WiFi信號中提取信道狀態信息的CSI振幅數據，并獲取與所述CSI振幅數據對應的糧食狀態，所述糧食狀態包括糧食正常和糧食霉變；構建神經網絡模型，利用獲取的CSI振幅數據和與CSI振幅數據對應的糧食狀態對所述神經網絡模型進行訓練，得到振幅狀態關系模型；獲取穿過待檢測糧食所在區域的WiFi信號，從穿過待檢測糧食所在區域的WiFi信號中提取CSI振幅數據，并輸入至振幅狀態關系模型中，得到待檢測糧食的糧食狀態。

其有益效果：本發明利用WiFi信號通過糧食時，糧食的霉變狀態的變化會引起WiFi信號中CSI振幅數據的顯著且可測量變化的原理，通過構建神經網絡模型，以對糧食是否發生霉變進行檢測。該方法利用現有的WiFi設備以及軟件算法即可實現對糧食的霉變檢測，能夠對糧食的霉變狀態進行長時間、無間斷的檢測，無需其他昂貴的傳感器，檢測成本較低，利于實際應用；而且，該方法利用訓練好的振幅狀態關系模型，簡單且有效，檢測實時性較高，有助于農民、經銷商等更高效、快速地發現糧食是否霉變，以減少糧食浪費和成本。

作為方法的進一步改進，為了準確檢測到的糧食的霉變狀態，所述糧食霉變包括糧食霉變初期和糧食完全霉變。

作為方法的進一步改進，所述神經網絡模型為徑向基函數神經網絡模型。