食品安全现场检测设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于嵌入式系统技术领域，具体涉及食品安全现场检测设备。
【背景技术】
[0002]古语有云“民以食为天”，食品安全问题将会直接影响到人类的生存、生活，是人类发展必须关注的问题。我国自上世纪80年代以来，食品安全问题时有发生，而且情况越来越严重，从最初的二恶英、甲醛，到现在牛奶业的三聚氰胺、养殖业的抗生素、食品业的添加剂等等。食品安全问题的发生已为我们敲响了警钟，如何预防食品安全问题的发生已成为一个急需解决的冋题。
[0003]嵌入式系统以应用为中心、以计算机技术为基础、软硬件可裁剪、功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。
[0004]分光光度法是通过测定被测物质在特定波长处或一定波长范围内光的吸光度，对物质进行分析的一种方法。
[0005]当前的食品安全检测基本都在实验室完成，这种方法普遍采用大型设备、专业人员，这种方法检测的精度高，检测参数多，但是普及度不高，无法走进日常生活，对于食品安全问题的预防作用不大。
【发明内容】
[0006]本发明是针对现状而提出的食品安全现场检测设备。该设备采用吸光光度法原理，以微处理器STM32F101为核心，采用嵌入式系统技术，实现对部分有毒有害物质的现场检测。
[0007]本发明食品安全现场检测设备由控制器模块，电源管理模块，外部存储模块，光源模块、信号采集模块和输入输出模块组成。控制器模块以STM32F101为核心；电源管理模块包括3.3V电源转换电路和5V电源转换电路；外部存储模块以存储芯片AT45DB161D为核心；光源模块包括波长不同的红光和蓝光光源电路；信号米集模块包括ST178光电传感器和IV转换电路；输入输出模块包括矩阵键盘和LCD1602液晶。控制器模块通过矩阵键盘选择开启不同波长的光源，光源通过比色皿，比色皿中待检测的物质吸收部分光波，剩余光波照射到光电传感器上，光电传感器将光信号转换为电流信号，电流信号通过IV电路将电流信号转换为标准电压信号，控制器STM32F101内部集成的AD转换模块将电压信号转换为数字信号，这些数字信息通过STM32F101处理后，通过控制器计算将浓度信息显示在液晶屏上，同时保存在存储器模块。
[0008]所述的控制器模块电路由控制器Ul STM32F101、第一滤波电容Cl、第二滤波电容C2、第三滤波电容C3、第四滤波电容C4、第一晶振Yl和第二晶振Y2组成。控制器UlSTM32F101的22引脚、50引脚、75引脚、100引脚、28引脚、11引脚与VDD3.3相连;控制器UlSTM32F101的49引脚、74引脚、99引脚、27引脚、10引脚相连并接地；控制器Ul STM32F101的12引脚、第一晶振Yl的一端与第一滤波电容Cl的一端相连；控制器Ul STM32F101的13引脚、第一晶振Yl的另一端与第二滤波电容C2的一端相连；第一滤波电容Cl的另一端与第二滤波电容C2的另一端相连并接地；控制器Ul STM32F101的9引脚、第二晶振Y2的一端与第三滤波电容C3的一端相连；控制器Ul STM32F101的8引脚、第二晶振Y2的另一端与第四滤波电容C4的一端相连；第三滤波电容C3的另一端与第四滤波电容C4的另一端相连并接地。
[0009]所述的5V电压转换电路由12V锂电池、5V电压转换芯片U2 LM7805E、第五滤波电容C5、第六滤波电容C6、第一极性电容C7、第二极性电容C8和电源指示灯DSl组成。12V锂电池与VDD12相连；电压转换芯片U2 LM7805E的I引脚、第一极性电容C7的阳极、第五滤波电容C5的一端与VDD12相连；电压转换芯片U2 LM7805E的2引脚、第一极性电容C7的阴极、第五滤波电容C5的另一端、第六滤波电容C6的一端、第二极性电容C8的阴极与电源指示灯DSl的2引脚相连并接地；电压转换芯片U2 LM7805E的3引脚、第六滤波电容C6的另一端、第二极性电容C8的阳极、电源指示灯DSl的I引脚与VDD5.0相连。
[0010]所述的3.3V电压转换电路由3.3V电压转换芯片U3 LM1117、第九滤波电容C9、第i^一滤波电容C11、第三极性电容ClO和第四极性电容C12组成。3.3V电压转换芯片U3LMl117的3引脚、第九滤波电容C9的一端、第三极性电容ClO的阳极与VDD5.0相连;3.3V电压转换芯片U3 LMl117的I引脚、第九滤波电容C9的另一端、第三极性电容ClO的阴极、第四极性电容C12的阴极与第^^一滤波电容Cll的一端相连并接地；3.3V电压转换芯片U3LMl117的2引脚、第四极性电容C12的阳极、第^^一滤波电容Cll的另一端与VDD3.3相连。
[0011]所述的外部存储器模块电路由存储芯片U4 AT4OTB161D、第一电阻R1、第二电阻R2组成；存储芯片U4 AT45DB161D的4引脚与控制器Ul STM32F101的SPI2_SS引脚相连；存储芯片U4 AT45DB161D的8引脚与控制器Ul STM32F101的SPI2_MISO引脚相连；存储芯片U4 AT45DB161D的I引脚与控制器Ul STM32F101的SPI2_MOSI引脚相连；存储芯片U4 AT45DB161D的2引脚与控制器Ul STM32F101的SPI2_SCK引脚相连；存储芯片U4AT45DB161D的6引脚、第一电阻Rl的一端、第二电阻R2的一端与VDD3.3相连；存储芯片U4 AT45DB161D的3引脚与第一电阻Rl的另一端相连;存储芯片U4 AT45DB161D的5引脚、第二电阻R2的另一端与控制器Ul STM32F101的PBO引脚相连；存储芯片U4 AT45DB161D的7引脚接地。
[0012]所述的光源模块包括第三电阻R3、第四电阻R4、第一三极管Q1、第二三极管Q2、红色LED灯DS2和蓝色LED灯DS3。第三电阻R3的一端、第四电阻R4的一端与VDD3.3相连；第三电阻R3的另一端与第一三极管Ql的I引脚相连；第一三极管Ql的2引脚与控制器UlSTM32F101的PEll引脚相连；第一三极管Ql的3引脚与红色LED灯DS2的I引脚相连；第二三极管Q2的2引脚与控制器Ul STM32F101的PE12引脚相连；第二三极管Q2的3引脚与蓝色LED灯DS3的I引脚相连；红色LED灯DS2的2引脚与蓝色LED灯DS3的2引脚相连并接地。
[0013]所述的信号采集模块包括光电传感器U5 ST178、芯片U6A LM358、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8和第十三滤波电容C13组成。光电传感器U5 ST178的I引脚、4引脚与VDD5.0相连；光电传感器U5 ST178的2引脚与第六电阻R6的一端相连；第六电阻R6的另一端与第七电阻R7的一端相连并接地；光电传感器U5 ST178的3引脚、第七电阻R7的一端、第八电阻R8的一端、第十三滤波电容C13的一端与第五电阻R5的一端相连；第八电阻R8的另一端与第十三滤波电容C13的另一端相连并接地；第五电阻R5的另一端与芯片U6A LM358的2引脚相连；芯片U6A LM358的4引脚与VDD5.0相连；芯片U6A LM358的8引脚接地；芯片U6A LM358的3引脚、I引脚与控制器Ul STM32F101的ADC引脚相连。
[0014]所述的输入输出模块包括第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3、第四开关S4、第九电阻R9、第十电阻R10、第^^一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14和液晶屏插口 JPl IXD1602。第一开关SI的一端、第三开关S3的一端、第十二电阻R12的一端与处理器Ul STM32F101的PDl引脚相连；第二开关S2的一端、第四开关S4的一端、第十三电阻R13的一端与处理器Ul STM32F101的TOO引脚相连；第一开关SI的另一端、第二开关S2的另一端、第九电阻R9的一端与处理器Ul STM32F101的TO2引脚相连；第三开关S3的另一端、第四开关S4的另一端、第^^一电阻Rll的一端与处理器Ul STM32F101的TO3引脚相连；第十二电阻R12的另一端与第十三电阻R13的另一端相连并接地；第九电阻R9的另一端、第i^一电阻Rll的另一端与VDD3.3相连。液晶屏插口 JPl IXD1602的I引脚接地；液晶屏插口 JPl IXD1602的2引脚、第十电阻RlO的一端与VDD5.0相连；液晶屏插口 JPl IXD1602的3引脚、第十电阻RlO的另一端与第十四电阻R14的一端相连；液晶屏插口 JPl LCD1602的4引脚与处理器Ul STM32F101的PElO引脚相连；液晶屏插口 JPlLCD1602的5引脚与处理器Ul STM32F101的PE9引脚相连;液晶屏插口 JPl LCD1602的6引脚与处理器Ul STM32F101的PE8引脚相连;液晶屏插口 JPl LCD1602的7引脚与处理器Ul STM32F101的PE7引脚相连；液晶屏插口 JPl LCD1602的8引脚与处理器Ul STM32F101的PE6引脚相连;液晶屏插口 JPl LCD1602的9引脚与处理器Ul STM32F101的PE5引脚相连；液晶屏插口 JPl LCD1602的10引脚与处理器Ul STM32F101的PE4引脚相连；液晶屏插口 JPl LCD1602的11引脚与处理器Ul STM32F101的PE3引脚相连；液晶屏插口 JPlLCD1602的12引脚与处理器Ul STM32F101的PE2引脚相连;液晶屏插口 JPl LCD1602的13引脚与处理器Ul STM32F