拉曼光谱分析技术是一种以拉曼散射效应为基础的非接触式光谱分析技术，它能对物质成分与结构进行定性判定与定量分析。它作为一种新兴发展起来的分析手段可提供快速、无损、实时、可重复等特点，成为了分析化学领域的研究热点。传统实验室用的拉曼光谱分析仪具有高灵敏度、高分辨率、宽光谱范围的特点，这类仪器体积庞大，进样过程复杂，分析时间较长，操作复杂程度高，不适合现场快速检测。国内大多光学和仪器分析公司只是生产和销售分离的光谱仪组件或分光系统，有些则是国外品牌的代理。美国的B&W、Ocean Optics、英国的Renishaw等几大国外著名品牌，凭借其先进的技术在中国甚至全球市场中处于垄断地位。如何能让拉曼光谱仪更亲民、软件更易用、辨识结果更准确可靠，是本文的研究重点。本文提出一套模块化便携式拉曼光谱仪的设计思路：基于现有的不同厂家的光学、激光、电子等硬件平台，设计一套模块化可组合的便携式激光拉曼光谱仪，在光谱辨识上采用自动辨识为主，把复杂的光谱解读工作尽可能的智能化，为了实现这些思路，应用了设计模式原理、光谱预处理算法、光谱辨识算法和模式识别技术。1．在总体设计思路上：采用基于简单工厂的通讯接口获取得到原始的光谱数据，通过光谱数据预处理，得到可以用来做自动辨识的预处理后光谱数据，通过特征峰识别和模式识别结合的方式完成定性和定量的辨识。其中各个环节都采用的是模块化设计思路，并提出了系统的模块化解决方案。2．为了解决不同硬件平台提供的接口调用方式不一致以及为了使得软硬件有效的分离问题，提出了基于简单工厂的通讯接口设计思路。3．为了解决光谱预处理中三个最基本问题之一平滑去噪问题。对提出了一种基于三次Bspline的平滑方法，该算法具有逻辑简单、易于编程等优点，从拟合结果来看，平滑效果即能保留原始谱线的特征又能有效的提高信噪比。4．为了解光谱自动辨识中定性和定量分析的问题。提出了基于特征峰有无的自动定性判定和针对拉曼的光谱定量问题建立的定量回归模型。并进行了算法验证，取得了较好的预测结果。5．在实际应用中，产品开发出来后，在食品安全、公安刑侦、伪劣鉴别等领域中都取得了很好的应用效果。