嵌入式农药残留检测系统的设计.docx

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1、嵌入式农药残留检测系统的设计 农业技术的快速发展，各种蔬菜瓜果在不同的季节都能够出现在市场上，极大地提高了人们的生活质量，但是由于农业生产过量的施药施肥，造成了肯定程度的农药残留超标，带来了一些平安问题，也肯定程度的影响了农产品的流通。现行的蔬菜农药残留检测，主要依靠专业的试验室，进行困难的样品处理和检测流程，才能得到检测结果，无法满意现场检测。因此，开发好用易用的农药残留现场快速检测仪器，是特别必要的。 本文设计了一种基于酶抑制率法的农药残留快速检测系统。采纳激光二极管为光源，通过检测蔬菜等农产品中的农药残留对生物酶的抑制率来确定农药残留含量，并通过嵌入式处理系统完成检测结果的显示、数据输出

2、、打印等功能，从而实现农药残留的快速自动检测。 1 系统的总体设计方案 系统总体框图如图1所示，整个系统主要由硬件和软件系统两部分构成。硬件系统包括发光管、探测器、放大滤波电路、A/D转换电路、单片机系统和嵌入式一体化触摸屏等电路。软件系统包括人机界面程序、主程序、AD转换程序、数据通信程序和功能处理程序等模块，限制程序均采纳组态软件编写。 2 硬件实现方案 2.1 发光二极管与探测器 本系统采纳具有410nm波长的发光二极管作为光源，同时设计了74LS138译码器和三极管放大器等组成的电流驱动电路，保证了稳定持续的发光。 结合酶抑制率法进行农药残留检测的原理，经实际试验，本文从常用的光敏电阻

3、、倍增管、光电池等光电转换器件中，选用硅光电池实现光电探测转换。 2.2 放大滤波、A/D转换与单片机系统 放大电路选择的是由内反馈与外反馈双运放电路组成复合放大电路，滤波电路采纳带通滤波器。 依据系统测量的须要，我们选择了模数转换器MAX1101，MAX1101是MAXIM公司出品的12位8通道AD转换芯片。单片机采纳具有8 位CPU 和在系统可编程Flash 的STC89C52RC作为微限制器1。 2.3 嵌入式一体化触摸屏 触摸屏选用昆仑通态TPC7362KS，以嵌入式低功耗ARM CPU为核心，采纳了7英寸高亮度TFT液晶显示屏，四线电阻式触摸屏2。很好的满意了系统的输入与显示。 3

4、系统的软件实现方案 3.1 主程序模块 主程序是系统的管理程序，主要完成的工作是为系统初始化，包括了MAX1101和通信模块的初始化等。 3.2 其它功能模块 AD转换模块、数据通信模块和功能模块，主要利用触控一体机TPC实现数据的接收和处理。详细包括数据通信、数据检测、建立模型和浓度识别。 本部分软件设计是基于组态软件集成开发环境中完成的。主界面如图2所示，程序运行状态窗口可显示串口通信状况。程序限制窗口可通过颜色选项来设置颜色值采集模式、检测颜色值，并在完成采集后复原设置，以便进行下一次测量。数据显示窗口可显示被测样品的颜色值。 4 结束语 本文设计的嵌入式农药残留检测系统，经实际样本测试

5、，分别用浓度梯度标准溶液进行检测和用蔬菜样品进行检测，经对试验检验结果分析，试验样机的最低检出限与2022年最新的农药残留国家标准比照，达到了国家标准最低的检出要求，从而检测了整个系统的好用性与精确性。 参考文献 1 郭天祥.新概念51单片机C语言教程M.北京：电子工业出版社，2022年01月. 2 曹辉，王暄.组态软件技术及应用，北京：电子工业出版社，2022年. 收稿日期：2022-09-12 项目：山东省济南市高校自主创新项目 作者简介：杨现德，男，山东沂南人，教授，硕士，探讨方向：电子信息与限制。 第4页 共4页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页