【摘 要】
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随着经济的发展,工业化学用品的广泛使用,使得环境污染以及食品安全问题不断加剧。环境卫生与食品安全和人们的健康密切相关,把控好该领域的检测监管,才能有效的防止安全事件的发生,因此,应用检测分析仪对环境样品中的有害物质进行监测成为必然要求。目前,传统大型检测分析仪器的检测周期长,检测地点固定,不适用于现场的快速检测,难以满足人们的需求。随着科技发展,即时检测技术的出现以及智能手机的普及,极大的推动了基
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随着经济的发展,工业化学用品的广泛使用,使得环境污染以及食品安全问题不断加剧。环境卫生与食品安全和人们的健康密切相关,把控好该领域的检测监管,才能有效的防止安全事件的发生,因此,应用检测分析仪对环境样品中的有害物质进行监测成为必然要求。目前,传统大型检测分析仪器的检测周期长,检测地点固定,不适用于现场的快速检测,难以满足人们的需求。随着科技发展,即时检测技术的出现以及智能手机的普及,极大的推动了基于智能手机平台的即时检测设备的发展。即时检测技术可实现快速现场检测,智能手机集多电子元件于一身,其强大运算能力和多元化操作界面为快速检测提供了更加便捷化的平台。因此,基于智能手机平台的环境样品快速检测具有广阔的应用前景。本文研制了基于分光光度法原理的智能手机控制的即时检测设备。对设备的结构、光学检测系统、硬件系统及软件系统进行了系统的研究。本文对传统分光光度法检测设备光学检测组件进行了简化,采用多个单色LED灯作为检测光源,共用一个光纤探头,实现多个样品的检测。并对整体光学检测结构进行了光路光学仿真分析及光强损耗分析,验证了结构优化设计后的可行性和正确性。以STM32F103RCT6微处理器为核心,完成了数据采集模块、微处理器模块、通讯模块、电源模块的电路设计及电路仿真分析。本文研制的检测设备采用智能手机作为主要控制平台,PC机为辅助控制平台。即时检测设备软件系统的开发包含检测设备主体软件系统、智能手机APP及PC上位机软件三部分。本文完成了在STM32F103RCT6微处理器上移植μC/OS-II操作系统以及各功能子模块应用程序的设计;基于Android操作系统完成了智能手机APP人机交互界面的设计及应用程序的开发;基于Qt Creator完成了PC上位机软件的界面设计及应用程序的开发。最后对设备样机各硬件模块进行了功能测试分析及整体性能测试实验。通过对样机各硬件模块的性能测试分析,实验表明样机各硬件模块工作性能良好;通过对样机整体的性能测试及环境样品的检测实验,验证设备的各项性能指标,结果表明样机各项指标满足设计需求。最后将样机与专业检测仪进行对比实验分析,通过对工业染料甲基橙的检测实验,验证设备的检测精度。结果表明,本设备达到了对环境样品进行即时检测的设计要求。
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