基于云平台光栅式近红外检测仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及粮食、谷物成分及含量分析技术领域，具体涉及一种基于云平台光栅式近红外检测仪。
【背景技术】
[0002]随着人们生活条件的日益进步，人们的健康也受到越来越多方面的威胁，首要的就是粮食、谷物等人们生活所必须的食物，因此对粮食、谷物成分及含量的检测就显得尤为重要。目前，国内外已经相继开发出了许多用于检测粮食、谷物成分及含量的检测仪器，如远红外、中红外、近红外光谱检测仪等，通过检测红外光照射下样品粒子产生的振动光谱，分析粮食、谷物成分及含量，具有不破坏样品，不用试剂，不污染环境，便于操作等特点，现已广泛应用于粮食、谷物成分及含量分析检测领域。
[0003]上述的多种用于检测粮食、谷物成分及含量的检测仪器在对样品进行检测时，产生的检测数据都是依靠检测仪器内部设置的储存器和单片机进行储存、运算和分析的，随着检测数据的增加，储存器的内存量将越来越小，当储存器内存被数据填满后，用户就不得不将以往的数据删除，导致数据流失；同时仪器检测的数据结果只能在检测仪器中进行查询，不能满足出差或者不在检测设备身边等情况下对数据的使用；除此之外，当需要对所有检测数据进行统计分析时，数据量的巨大不但会耗费大量的时间，同时也不能保证数据统计结果的准确性。
[0004]云平台是一种虚拟化技术，整合了互联网应用三大核心要素:计算、存储、网络，是面向用户提供公用化的互联网基础设施服务。目前，将粮食、谷物成分及含量的检测与云平台技术结合在一起实现数据分析和存储的检测仪器未见报道。
【实用新型内容】
[0005]为了解决现有用于检测粮食、谷物成分及含量的检测仪器存在的数据储存量小且易流失、无法随时随地查找数据、精度低的问题，本实用新型提供一种用于检测粮食、谷物成分及含量的基于云平台光栅式近红外检测仪，可以将最终的光谱数据上传到云平台进行存储和计算，扩大了数据储存量，增加了网络数据库资源。
[0006]本实用新型为解决技术问题所采用的技术方案如下:
[0007]本实用新型的基于云平台光栅式近红外检测仪，包括:分别与云平台服务器中的云储存和云计算通过互联网相连的上位机；用于实现终端设备与云平台服务器相连的查询终端系统；与上位机相连的控制器；依次设置的光源、分光镜、样品盒、光纤组，所述光源与控制器相连；靠近光纤组设置的单色仪，所述单色仪由腔体和依次设置在腔体内部的第一反光镜、光栅、第二反光镜、探测器组成；分别与探测器和控制器相连的放大器；分别与放大器和控制器相连的A/D转换器；分别与样品盒和控制器相连的电机；
[0008]所述控制器根据上位机的控制指令开启光源和电机，光源的光线经分光镜准直成平行光照射在样品盒上，电机驱动样品盒匀速转动，透过样品盒的光线携带样品信息汇入光纤组中，经光纤组无损高保真传导至单色仪中，再依次经第一反光镜准直、光栅分光后转换为不同波长光线照射在第二反光镜上，经第二反光镜汇聚至探测器上，探测器将接收的光谱信号转换为弱电信号传输给放大器，放大器对弱电信号进行运算放大后传输给A/D转换器，A/D转换器将模拟信号转换为数字信号传输给控制器，上位机读取控制器中的光谱数据并对其进行定量分析；所述上位机将原始光谱数据直接传送到云储存中进行储存，终端设备通过查询终端系统登录服务器查找、分析和下载原始光谱数据，或者所述上位机根据需求将原始光谱数据传送到云计算中进行处理，再将处理后的光谱数据传送到云储存中进行储存，终端设备通过查询终端系统登录服务器查找、分析和下载处理后的光谱数据。
[0009]所述查询终端系统包括网络接口模块、与网络接口模块相连的用户登录模块和请求反馈模块、与用户登录模块相连的请求分析模块、与请求分析模块和云平台服务器相连的请求处理模块，所述请求反馈模块与请求处理模块相连；用户通过网络接口模块进入用户登录模块，通过用户输入的登录信息，对用户进行访问权限的认证，请求分析模块是用户登录到系统后，用于完成用户提出的查询、分析或下载请求，并将此请求信息传输给请求处理模块，请求处理模块对用户提出的查询、分析或下载请求进行处理，并与服务器中通过云存储形式存储的数据进行匹配运算，请求反馈模块用于接收请求处理模块的处理结果，最终通过网络接口模块将处理结果反馈给终端设备。
[0010]所述光源采用卤素灯。
[0011 ] 所述放大器采用AD8250芯片。
[0012]所述A/D转换器采用LTC1609芯片。
[0013]所述电机采用35BYGH28-0504步进电机。
[0014]所述控制器采用STM32F103ZET6芯片。
[0015]所述探测器采用硅探测器。
[0016]所述光栅采用长春赛奥科技开发有限公司的平面光栅，尺寸为15mmX 15mmX 4mm，每毫米300线。
[0017]所述光栅的光谱波长范围为900nm?1665nm，每间隔3nm取一个光谱值，共可以得到256个光谱值。
[0018]本实用新型的有益效果是:
[0019]1、本实用新型将云平台作为样品检测后光谱数据处理和储存的方式，实现了用户对数据资源的计算和储存，降低了硬件储存器的使用率，减少了硬件设备的使用，同时减轻了仪器本身的自重，节约了使用成本和物理空间，在一定程度上保证了数据储存的安全性，使数据不易流失。
[0020]2、本实用新型利用云平台可以将光谱数据上传到服务器中，实现资源共享，同时扩大了数据储存量，增加了网络数据库资源，提高了资源的利用率。
[0021]3、本实用新型利用云平台将最终获得的光谱数据传入手机、平板电脑或者计算机等各类可移动终端设备，实现光谱数据的随时随地查找、分析和下载，降低了数据查找的复杂性和难度，改善了以往只能在检测仪器中查询数据的情况。
[0022]4、本实用新型中，当需要修改光谱数据的计算方法时，利用云平台就可以按照自己的需求来进行修改，而不需要像以往必须改变检测仪器中的硬件，使检测仪器的操作更加简单化、方便化。
[0023]5、本实用新型在使用过程中，通过上位机既可以读取服务器中的原始数据，也可以读取服务器中原始数据经处理后产生的新数据，通过两种数据的分析比较，可以得到更为准确的测量结果，提高了检测精度。
【附图说明】
[0024]图1为本实用新型的基于云平台光栅式近红外检测仪的结构示意图。
[0025]图2为上位机、云平台、终端设备三者之间的数据传输原理示意图。
[0026]图3为终端设备与云平台中的服务器之间的数据传输原理示意图。
【具体实施方式】
[0027]以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
[0028]如图1所示，本实用新型的基于云平台光栅式近红外检测仪，由光源、分光镜、样品盒、电机、光纤组、单色仪、放大器、A/D转换器、控制器、上位机和云平台组成。光源采用卤素灯，光源、分光镜、样品盒、光纤组、单色仪依次设置，且单色仪靠近光纤组设置，分光镜用于接收光源的光线并将接收的光线准直成平行光照射在样品盒上，样品盒中盛装有待测样品，透过样品盒的光线携带有丰富的样品信息进入光纤组中，携带有样品信息的光线通过光纤组的无损高保真传输作用入射至单色仪上，单色仪由腔体和依次设置在腔体内部的第一反光镜、光栅、第二反光镜、探测器组成，第一反光镜用于接收来自于光纤组的携带有样品信息的光线并将其准直成平行光，光栅用于接收来自于第一反光镜的平行光并对其进行分光，第二反光镜用于汇聚通过光栅分光后的各波段光，探测器用于探测汇聚光成像。单色仪中的探测器与放大器相连，探测器将接收到的光谱信号转换为弱电信号传输给放大器，放大器与A/D转换器相连，放大器接收弱电信号并对其进行运算放大后传输给A/D转换器，控制器分别与光源、电机、放大器、A/D转换器和上位机相连，电机还与样品盒相连，A/D转换器将接收到的模拟信号转换为数字信号传输给控制器，上位机用于向控制器发送控制指令，读取光谱数据、实现样品的定量分析，控制器用于控制光源开启、电机启动，同时将接收到的数字信号传输给上位机，电机用于控制样品盒匀速转动。
[0029]本实施方式中，放大器采用AD8250芯片。
[0030]本实施方式中，A/D转换器采用LTC1609芯片。
[0031]本实施方式中，电机采用35BYGH28-0504步进电机。
[0032]本实施方式中，控制器采用STM32F103ZET6芯片。
[0033]本实施