奶粉型号识别装置及奶粉型号识别系统的制作方法

本发明涉及一种奶粉型号识别装置和奶粉型号识别系统。

背景技术：

食品安全问题越来越受到重视，其中孕妇、婴幼儿以及过敏体质的人群对食品安全的问题更为关注，尤其是营养品，例如奶粉。现在市场上销售的奶粉质量参差不齐，其中不乏混有假的和伪劣的奶粉，这些奶粉通过产品包装和外观很难辨别和区分出其品质和真伪。如果过敏人群或者身体虚弱人群使用了这些假的或者伪劣的奶粉，可能会导致身体不适或者生病。

因此，如何能让用户在食用之前获知奶粉型号信息，通过品牌的信誉来保证奶粉的品质，并在确定奶粉安全的情况下进行食用，是目前需要亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的一个目的在于提供一种使用方便且能够快速识别奶粉型号信息的奶粉型号识别装置。

本发明的另一个目的在于提供一种使用方便且能够快速识别奶粉型号信息的奶粉型号识别系统。

本发明的又一目的在于提供一种使用方便且能够快速识别奶粉型号信息的奶粉型号识别系统。

本发明的额外方面和优点将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中变得显然，或者可以通过本发明的实践而习得。

根据本发明的一个方面，一种奶粉型号识别装置，包括采样模块和信号处理模块。采样模块，用以将预定波长的光源信号照射到奶粉表面以产生光谱信号，并且用以将所述光谱信号转换为电信号。信号处理模块，电性耦接于所述采样模块，用以接收所述电信号，并且调理和放大所述电信号，以产生检测信号，再将所述检测信号与第一参考数据库进行比对，以产生检测结果；其中当所述检测信号与所述第一参考数据库中的数据匹配时，检测结果为奶粉型号信息。

根据本发明的一实施方式，其中所述采样模块包括光源发生单元、光谱调制单元和光谱传感器。光源发生单元，用以发出所述光源信号。光谱调制单元，用以接收所述光谱信号，并且对所述光谱信号进行调制，以输出光调制信号。光谱传感器，用以接收所述光调制信号，并且将所述光调制信号转换为所述电信号。

根据本发明的一实施方式，其中所述采样模块还包括光路定位件，用以将所述光源发生单元，所述光谱调制单元以及所述光谱传感器固定在相应地位置上。

根据本发明的一实施方式，其中所述信号处理模块输出光源控制信号，以使得所述光源发生单元发出所述光源信号。

根据本发明的一实施方式，其中所述信号处理模块包括显示单元，用以显示所述检测结果。

根据本发明的一个方面，一种奶粉型号识别系统，包括采样模块、信号处理模块和终端设备。采样模块，用以将预定波长的光源信号照射到待测奶粉表面以产生光谱信号，并且用以将所述光谱信号转换为电信号。信号处理模块，电性耦接于所述采样模块，用以接收所述电信号，并且调理和放大所述电信号以输出检测信号。终端设备，用以接收所述检测信号，并将所述检测信号与第二参考数据库进行比对，以产生并显示检测结果，其中当所述检测信号与所述第二参考数据库中的数据匹配时，所述检测结果为奶粉型号信息。

根据本发明的一实施方式，其中所述采样模块包括光源发生单元、光谱调制单元和光谱传感器。光源发生单元，用以发出所述光源信号。光谱调制单元，用以接收所述光谱信号，并且对所述光谱信号进行调制，以输出光调制信号。光谱传感器，用以接收所述光调制信号，并且将所述光调制信号转换为所述电信号。

根据本发明的一实施方式，其中所述采样模块还包括光路定位件，用以将所述光源发生单元，所述光谱调制单元以及所述光谱传感器固定在相应地位置上。

根据本发明的一实施方式，其中所述信号处理模块输出光源控制信号，以使得所述光源发生单元发出所述光源信号。

根据本发明的一实施方式，其中所述终端设备通过无线方式输出控制信号至所述信号处理模块，以控制所述信号处理模块发出所述光源信号，并且所述终端设备通过无线方式传输所述检测结果至所述信号处理模块，以使得所述信号处理模块显示所述检测结果。

根据本发明的一实施方式，其中所述信号处理模块包括显示单元，用以显示所述检测结果。

根据本发明的一实施方式，其中所述终端设备为手机、平板电脑或可穿戴式设备。

本发明的一个方面，一种奶粉型号识别系统，包括采样模块、信号处理模块、终端设备和云端服务器。采样模块，用以将预定波长的光源信号照射到待测奶粉表面以产生光谱信号，并且用以将所述光谱信号转换为电信号。信号处理模块，电性耦接于所述采样模块，用以接收所述电信号，并且调理和放大所述电信号，以输出检测信号。终端设备，用以接收所述检测信号，并且将所述检测信号和环境温度信息传输至云端服务器，其中，所述云端服务器将所述检测信号和所述环境温度信息与第三参考数据库进行比对，输出所述检测结果至所述终端设备，以使得所述终端设备显示所述检测结果；当所述检测信号和所述环境温度信息与所述第三参考数据库中的数据匹配时，所述检测结果为奶粉型号信息。

根据本发明的一实施方式，其中所述终端设备通过无线方式传输所述检测结果至所述信号处理模块，以使所述信号处理模块显示所述检测结果。

根据本发明的一实施方式，其中所述信号处理模块包括显示单元，用以显示所述检测结果。

根据本发明的一实施方式，其中所述终端设备传输环境信息和人机交互信息 至所述云端服务器，以使所述云端服务器更新所述第三数据库中的数据。

根据本发明的一实施方式，其中所述采样模块包括光源发生单元、光谱调制单元和光谱传感器。光源发生单元，用以发出所述光源信号。光谱调制单元，用以接收所述光谱信号，并且对所述光谱信号进行调制，以输出光调制信号。光谱传感器，用以接收所述光调制信号，并且将所述光调制信号转换为所述电信号。

根据本发明的一实施方式，其中所述信号处理模块输出光源控制信号，以使得所述光源发生单元发出所述光源信号。

根据本发明的一实施方式，其中所述终端设备为手机、平板电脑或可穿戴式设备。

由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：

本发明的奶粉型号识别装置中，通过采用光学原理的采样模块采集待测奶粉在特定区域的光谱信号，并通过内置参考数据库的信号处理模块能够将采集的光谱信息与参考数据库中的数据进行比对，识别并显示出奶粉型号信息，让用户在食用之前能够方便地、快速地获知奶粉型号信息，确保在奶粉安全的情况下进行食用。

附图说明

通过参考附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1是本发明奶粉型号识别装置一实施方式的结构示意图。

图2是图1所示的奶粉型号识别装置一实施方式中的采样模块的结构示意图。

图3是图1所示的奶粉型号识别装置一实施方式中的信号处理模块的结构示意图。

图4是本发明的奶粉型号识别系统一实施方式的结构示意图。

图5是本发明的奶粉型号识别系统一实施方式的结构示意图。

具体实施方式

下文是举实施例配合所附附图作详细说明，但所提供的实施例并非用以限制本发明所涵盖的范围，而结构运作的描述非用以限制其执行的顺序，任何由元件重新组合的结构，所产生具有均等功效的装置，皆是本发明所涵盖的范围。此外，附图仅以说明为目的，并未依照原尺寸作图。为使便于理解，下述说明中相同元件将以相同的符号标示来说明。

在全篇说明书与权利要求书所使用的术语，除有特别注明外，通常具有每个术语使用在此领域中，在此揭露的内容中与特殊内容中的平常意义。某些用以描述本揭露的术语将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本揭露的描述上额外的引导。

关于本文中所使用的“约”、“大约”或“大致”一般通常是指数值的误差或范围在百分之二十以内，较好地是在百分之十以内，而更佳地则是在百分之五以内。本文如无明确说明，其所提及的数值皆视作为近似值，例如可如“约”、“大约”或“大致”所表示的误差或范围，或其他近似值。

关于本文中所使用的“第一”、“第二”、…等，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的元件或操作而已。

其次，在本文中所使用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的术语，即意指包含但不限于。

另外，关于本文中所使用的“耦接”或“连接”，均可指二或多个元件相互直接作实体或电性接触，或是相互间接作实体或电性接触，亦可指二或多个元件相互操作或动作。

实施例1

参见图1、图2和图3。本发明奶粉型号识别装置一实施方式包括采样模块101和信号处理模块102。

采样模块101将预定波长的光源信号照射到待测奶粉表面，在待测奶粉表面产生反射光信号和透射光信号等光谱信号，并将光谱信号转换为电信号。信号处理模块102与采样模块101电性耦接，接收采样模块101输出的电信号，并且对电信号进行调理和放大，产生检测信号，并将检测信号与信号处理模块102内置的第一参考数据进行比对，以产生检测结果。当检测信号与第一参考数据库中的数据匹配时，检测结果为奶粉型号信息，例如奶粉品牌和奶粉型号。当检测信号与第一参考数据库中的数据不匹配时，检测结果为未知物质，或其它奶粉品牌型号。用户快速、直观和便捷地获知待测奶粉的相关信息，当检测结果为奶粉型号信息时，用户可以安全食用奶粉。当检测结果为未知物质时，用户可以不食用，避免引起身体不适。

采样模块101包括光源发生单元1011、光谱调制单元1012和光谱传感器1013。光源发生单元1011发出预定波长的光源信号，例如近红外光源，波长为350-2500nm，该光源信号照射到待测奶粉表面，部分光源信号在奶粉表面产生反射光信号，部分光源信号穿透奶粉产生透射光信号，其中反射光信号以及透射光信号等光谱信号被光谱调制单元1012接收后进行光谱调制处理，以输出光调制信号。光谱调制单元1012将光调制信号传输给光谱传感器1013。光谱传感器1013将光调制信号转换成电信号。利用光学原理对待测奶粉进行无损伤信息采样，能够更有效、快捷地获知奶粉的光谱信息。采用微加工工艺制造的光谱传感器可以大幅度缩小采样模块的体积，例如线性可调滤波型光谱传感器，法布里-珀罗干涉型光谱传感器等。

在本实施例中，光源发生单元1011、光谱调制单元1012和光谱传感器1013被光路固定件（图2中未示出）固定到相应地位置上，保证光源发生单元1011、光谱调制单元1012和光谱传感器1013在相对位置上的固定。

信号处理模块102与光谱传感器1013电性耦接，用以接收光谱传感器1013输出的电信号并且将该电信号进行调理和放大处理后，以产生检测信号，再将该检测信号与第一参考数据库中的数据进行比对，以输出检测结果。当该检测信号与第一参考数据库中的数据匹配时，信号处理模块102就能识别出待测奶粉的型号信息，例如，奶粉的品牌和奶粉的型号等。当检测信号与第一参考数据库中的数据无法匹配时，检测结果为未知物质，或其它奶粉品牌型号。

信号处理模块102包括模拟信号处理单元1021、单片机1022和显示单元1023。模拟信号处理单元1021接收光谱传感器1013输出的电信号，并且将电信号进行调理和放大处理后传输给单片机1022，单片机对调理和放大后的电信号进行数据处理，以产生检测信号。在本实施例中，单片机1022内置本地的第一参考数据库，例如，各种品牌奶粉的品牌和型号信息，单片机将检测信号与第一参考数据库中的数据进行比对，当检测信号与第一参考数据库中的数据匹配时，单片机输出相应的奶粉型号信息至显示单元1023。当检测信号与第一参考数据库中的数据不配时，单片机输出未知物质至显示单元1023，例如假奶粉或伪劣奶粉。

显示单元1023实时显示出检测结果。用户通过显示单元1013可以及时获知奶粉型号信息，例如奶粉的品牌和型号等，也可以及时获知待测奶粉是否是假奶粉或者伪劣奶粉。

在本实施例中，信号处理模块102输出光控制信号控制采样模块101运作。在本实施例中，信号处理模块102可以控制光源发生单元1011发出多次光源信号或者连续发出光源信号，并对多次接收的光信号进行平均值处理，以得到最终的光谱信号。其中，光谱调制单元1012接收并调制每次光源信号对应的光谱信号，提取特定波长范围内的光谱信号。在其他实施例中，信号处理模块102可以控制光源发生单元1011发出一次光源信号，光谱调制单元1012针对该光源信号接收多次光信号，并对多次光信号求平均值，得到最终的光谱信号。通过对待测奶粉进行多次采样和求平均值处理能够更准确地获得检测信号。

实施例2

参见图4。本发明奶粉型号识别系统一实施方式包括采样模块401、信号处理模块402和终端设备403。

采样模块401用以发出预定波长的光源信号照射到待测奶粉表面，其中部分光源信号在奶粉表面产生反射光信号，部分光源信号穿透奶粉产生透射光信号。反射光信号和透射光信号等光谱信号被转换为电信号。

采样模块401包括光源发生单元、光谱调制单元和光谱传感器。其中光源发生单元、光谱调制单元和光谱传感器与实施例1中光源发生单元、光谱调制单元和光谱传感器相同，故在此不再赘述。

信号处理模块402电性耦接于光谱传感器，用以接收光谱传感器输出的电信号，并且将电信号进行调理放大，以输出检测信号。信号处理模块402包括模拟信号处理单元、单片机、显示单元和无线收发模块。模拟信号处理单元接收光谱传感器输出的电信号，并且将电信号进行调理和放大处理后传输给单片机，单片机对调理和放大后的电信号进行数据处理，以产生检测信号。无线收发模块将该检测信号通过无线方式，例如wifi或蓝牙等，传输给终端设备403。终端设备403包括无线收发模块和内置第二参考数据库的处理单元，该收发模块接收到检测信号，并且将所述检测信号与第二参考数据库的数据进行比对，以产生检测结果。当所述检测信号与所述第二参考数据库中的数据匹配时，检测结果为奶粉型号信息。当所述检测信号不能与第二参考数据库中的数据匹配时，检测结果为未知物质，例如，假奶粉或伪劣奶粉，或其它奶粉品牌型号。用户通过终端设备403可以及时获知奶粉型号信息，例如奶粉的品牌和型号等，也可以及时获知待测奶粉是否是假奶粉或者伪劣奶粉。

终端设备403将奶粉型号信息或未知物质的检测结果通过无线收发模块传输给信号处理模块402。当信号处理模块402接收到检测结果后于显示单元进行显示，便于用户及时获知奶粉型号信息，例如奶粉的品牌和型号，也可以及时获知待测奶粉是否是假奶粉或者伪劣奶粉。

终端设备403可以是手机或平板电脑，也可以是手环等可穿戴式的智能设备。

实施例3

参见图5。本发明奶粉型号识别系统一实施方式包括采样模块501、信号处理模块502、终端设备503和云端服务器504。

采样模块501用以发出预定波长的光源信号照射到待测奶粉表面，其中部分光源信号在奶粉表面产生反射光信号，部分光源信号穿透奶粉产生透射光信号。反射光信号和透射光信号等光谱信号被转换为电信号。

采样模块501包括光源发生单元、光谱调制单元和光谱传感器。其中光源发生单元、光谱调制单元和光谱传感器与实施例1中光源发生单元、光谱调制单元和光谱传感器相同，故在此不再赘述。

信号处理模块502电性耦接于采样模块501，用以接收光谱传感器输出的电信号，并且将电信号进行调理放大，以输出检测信号。信号处理模块502包括模拟信号处理单元、单片机、显示单元和无线收发模块。模拟信号处理单元接收光谱传感器输出的电信号，并且将电信号进行调理和放大处理后传输给单片机，单片机对调理和放大后的电信号进行数据处理，以产生检测信号。无线收发模块将该检测信号通过无线方式，例如wifi或蓝牙等，传输给终端设备503。终端设备503接收到检测信号后，通过无线收发模块或者有线传输模块将检测信号和环境温度信息传输给云端服务器，其中环境温度信息是通过温度传感器采集待测奶粉周围环境温度产生的环境温度信息。云端服务器包括第三参考数据库，当云端服务器504接收到检测信号和环境温度信息后，将该检测信号和环境温度信息与第三参考数据库中的数据进行比对，以产生检测结果。当所述检测信号和环境温度信息与所述第三参考数据库中的数据匹配时，检测结果为奶粉型号信息。当所述检测信号和环境温度信息不能与第三参考数据库中的数据匹配时，检测结果为未知物质，例如，非奶粉物质，假奶粉或伪劣奶粉，或其它奶粉品牌型号。云端服务器504将奶粉型号信息或未知物质的检测结果传输给终端设备503。终端设备503接收并显示检测结果，并且将检测结果传输给信号处理模块502，由显示单元进行显示。用户通过终端设备503以及信号处理模块502可以及时获知奶粉型号信息，例如奶粉的品牌和型号，也可以及时获知待测奶粉是未知物质，例如非奶粉物质，假奶粉或者伪劣奶粉。

终端设备503将使用环境信息，例如测试所在地理位置和环境温度信息，以及人机交互信息，例如用户个人信息、使用时间、待测奶粉信息等，传输给云端服务器504。云端服务器504存储使用环境信息以及人机交互信息，并根据地理位置、环境温度信息、用户个人信息、使用时间以及待测奶粉信息等更新并且优化第三参考数据库中的数据。云端服务器504根据地理位置、环境温度信息、用户个人信息、使用时间以及待测奶粉信息等记录来分析奶粉使用情况，并且能够对用户的营养情况进行预测，能够更好地保障用户的身体健康。

需要说明的是，在前述实施例中所提及的步骤，除特别叙明其顺序者外，均可依实施需要调整其前后顺序，甚至可同时或部分同时执行，前述仅为一实施例，并非用以限定本发明。

虽然本发明以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域具通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。