[发明专利]便携式近红外光谱食品快速检测与建模一体化系统和方法

说明书

技术领域

本发明属于食品快速检测技术领域，涉及一种在android开发平台下的基于嵌入式的便携式近红外光谱检测技术，具体涉及一种针对近红外光谱设备进行二次开发的近红外光谱食品快速检测和建模一体化方法及其一体化系统。

背景技术

现阶段常用的食品检测方法主要有色谱、质谱技术及光谱分析法。色谱法虽然分析速度较快且应用较广，但是对样本具有破坏性。质谱法的的缺点是分辨率不足而且售价高昂，后期维护成本高。而光谱分析法对样本和实验环境几乎没有任何破坏而且检测速度快。随着经济的快速发展，人们对于食品安全的重视程度也与日俱增，并且由于嵌入式技术可剪裁、接口统一、代码可固化、占据的空间小，而且具备很好的硬件适应性等优点，使嵌入式技术在便携式光谱检测研发应用领域也得到了推崇和喜爱。将嵌入式及其他技术与光谱技术相结合，能够有效地实现检测仪器的便携化和小型化，并为在线快速食品检测提供了良好的平台。由此利用光谱分析软件进行食品检测分析的技术也得到了快速发展和广泛应用。

冯帮等人分别在LabVIEW平台和VC++平台的基础上研发了一款NIR光谱检测系统，能够进行幸水桃可溶性固形物含量检测。朱虹等人在LabVIEW软件平台上自主研发了一款NIR测控系统，对硬质高龄岩土进行检测分析。王智宏等人研发了一款野外现场矿物分析的近红外光谱仪器。刘雪梅开发了一款对土壤有机质含量进行分析的软件。高利业等人在WinCE6.0平台上研制了一款便携式拉曼光谱仪，并对Y2Mo3O12进行拉曼检测分析。聂清等人以智能PDA为基础，成功研制出一套近红外肌氧检测系统。闻明研制出可以现场检测小麦成分的便携式近红外光谱仪。翟建龙开发了一款针对脐橙品质的光谱采集和品质检测软件。秋丽湖等人对MicroNIR-1700的温度测控系统，进行了重新设计，对整个系统进行了温度补偿。陈松柏在嵌入式平台上，使用QTE库在Linux环境下开发了对水质进行检测的应用软件。贾文坤将MicroNIR作为数据采集装置，开发了对“西湖龙井”进行便携快速真伪鉴别的系统。

虽然不少研究学者已经对便携式光谱检测软件进行了不断的探索和研究，将数据采集和分析处理集成于一体，简化了最初的大量数据后期批量处理的流程，但是目前所采用的硬件平台更多的是平板电脑、台式机、高性能的ARM处理器以及LabVIEW虚拟机等，这些设备对于普通用户而言，并没有达到真正的便携，而且无法随时随地地进行数据网络传输。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种针对近红外光谱设备进行二次开发的近红外光谱食品快速检测和建模一体化方法及其一体化系统。通过对MicroNIR1700近红外光谱小型仪器进行二次软件开发，以及基于嵌入式在android开发平台下的编写的手机程序，利用光谱检测的方法实现对采集到的未知样本的组分参数进行样本预处理分析、建立校正模型并进行检测分析。

本发明提供的技术方案是：

一种便携式近红外光谱食品快速检测与建模一体化系统，包括小型近红外光谱仪和智能手机，小型近红外光谱仪为智能手机的外接USB设备；还包括驱动模块，用于驱动小型近红外光谱仪响应智能手机端发出的指令，该驱动文件按照USB通信模式进行编写和操作；其中，小型近红外光谱仪与智能手机通过Y型数据线进行连接；小型近红外光谱仪可使用近红外光谱引擎MicroNIR1700；智能手机为android平台的智能手机；小型近红外光谱仪和手机均可外接移动电源。

具体地，驱动模块实现：

(一)软件对硬件(近红外光谱仪)的识别和判断；在manifest文件中定义android.hardware.usb.host，用于识别外接设备；能够有效读取外界设备，具体使用<uses-permission android:name＝"android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE"/>语句读写SDCARD，包括其他storage，比如内部flash，usb等；实现智能手机外接USB设备自动提示功能。

在驱动模块文件开发过程中，在device_filter.xml资源文件中进行<usb-device>元素声明。具体操作过程是在项目工程中的res结点手动创建device_filter.xml文件，并在文件中声明USB外接设备的VID/PID参数。本发明中，MicroNir1700设备的VID参数为158E，PID参数为2801。，为了配置使用，需要将十六进制的属性值转化为十进制。