[发明专利]一种与智能手机匹配的水果内部品质检测传感器及其方法

说明书

本发明公开了属于果蔬检测技术领域的一种与智能手机匹配的水果内部品质检测传感器及其方法；该水果内部品质检测传感器包括微型光谱传感器模块、蓝牙模块、光源模块、中央控制模块以及供电模块；其中中央控制模块分别与微型光谱传感器模块、蓝牙模块和光源模块连接；蓝牙模块与智能手机、云端数据库串联；微型光谱传感器模块为多波段同时感应的光电传感器，由环形套筒构造暗室环境，确保只对后向散射光信号进行采集。蓝牙模块将采集的信息上传到手机应用程序。通过手机APP与云端数据库对接，使用云端数据库预载的标准理化值与光谱矩阵预测模型，可计算出所测光谱下的内部品质预测值。本发明体积小、能耗、成本低、检测速度快、使用方便。

技术领域

本发明属于果蔬检测技术领域，特别涉及一种与智能手机匹配的水果内部品质检测传感器及其方法,具体说是一种水果内部品质便携式检测设备和方法。

背景技术

在人们的日常生活中，人们对水果的需求量不断提高，但是水果的品质参差不齐，根据每个人对水果的酸度、含糖量的喜好不同，如何挑选出符合人们口味的水果至关重要。

目前，普遍应用实验室近红外光谱仪作为检测仪器来检测水果内部品质，虽然仪器精度高、稳定性好，但是价格昂贵，体积较大不易于携带，难以实现对水果检测的民用化与便携性。

发明内容

本发明提供一种与智能手机匹配的水果内部品质检测传感器及其方法，其特征在于，所述水果内部品质检测传感器的总体分为检测探头与电源部分，共包括微型光谱传感器模块、蓝牙模块、光源模块、中央控制模块以及供电模块；其中中央控制模块分别与微型光谱传感器模块、蓝牙模块和光源模块连接；蓝牙模块与智能手机、云端数据库串联；供电模块分别与微型光谱传感器模块、蓝牙模块、光源模块、中央控制模块连接；所述光源模块包括可用中央控制模块进行PWM控制的四个光强可调节的发光二极管，其亮度调节指令由手机APP下发；其中四个光强可调节的发光二极管为根据拟检测水果品质参数不同，选择相应特征波长的4个发光二极管。

所述微型光谱传感器模块为多波段同时感应的光电传感器，由检测探头206的环形套筒构造暗室环境，确保只对后向散射光信号进行采集；微型光谱传感器模块201安装在长环形套筒212内：光源模块203由4个发光二极管组成，安装在检测探头206内，小环形套筒211在检测探头206内底部，环绕在长环形套筒212周围；检测探头206通过电源按钮208与供电模块205连接；检测探头206表面固定蓝牙模块302、中央控制模块304和控制恒流驱动芯片307，三者外面再固定保护板209；供电模块205内置锂电池，外接USB接口501，USB接口501与检测探头206连接；所述微型光谱传感器模块201耦合光学滤波片用于采集多波段的光信号，并且和中央控制模块304之间进行电路连接，由中央控制模块304的AD芯片将光信号转化为数字信号进行后续处理。

所述的蓝牙模块为低功耗设备，其体积较小，不超过20*20*2mm，将微型光谱传感器模块采集的数据上传到手机应用程序，后续由手机进行数据处理。

所述中央控制模块用于控制传感器信号的采集，数据的发送与接收，发光二极管的亮度调节。

所述供电模块，将锂电池与升压稳压模块进行一体封装，外接USB插头，实现可夹持在手机外壳给其它模块稳定供电的功能。

所述微型光谱传感器根据水果糖度化学键所对应的多个特征波长，将中心波长为其特征波长的光学滤波片耦合到传感器上，通过光学滤波片作用将光谱分离成多个不同的波长，可进行多波长同时检测。

所述光源模块为4个峰值波长在880nm，940nm，980nm，1060nm的发光二极管，半波带宽分别为30nm、45nm、30nm、40nm，峰值波长的选取与水果糖度化学键特定的波长相关；所述光源模块的亮度输出可由中央控制模块输出PWM控制恒流源驱动的发光二极管的亮度。