一种光谱数据和化学检测数据共享输入和输出的系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于物质检测领域，尤其涉及一种光谱数据和化学检测数据共享输入和输出的系统。
【背景技术】
[0002]信息技术是农业科技革命的先导，农业信息技术对于加速我国传统农业的改造，提高农业生产效益和农产品的品质，提高农业管理和经营决策水平，促进农业持续、稳定发展，具有重要的意义，有着巨大的应用空间和广阔的发展前景。
[0003]从上世纪八十年代以来，我国开展了系统工程、数据库与信息管理系统、遥感、专家系统、决策支持系统、地理信息系统等技术应用于农业、资源和环境方面的研究，取得了一批重要成果。在农业科研、管理以及基层部门，已经积累了十分庞大的数据、实例和知识经验，积累了与各种农作物相关的苗情、土情、肥情、水情、虫情、气象和灾害等大量数据资料，将这些数据资料信息存储到计算机数据库中，使用计算机程序进行农业中的多种数据处理，通过计算机程序具体操作步骤来实现指导农民科学种田。
[0004]在这些数据资料的采集中，收集的数据存在地域性问题，数据间的共享和利用存在一定的限制，各地采集的数据不能实现共享，导致对同一类农产品分析的数据不是完整的基础数据，基本上是基于某地区同一农产品的基础数据进行分析。而且我国国土辽阔，农田信息复杂多变，对数据的采集出现了滞后的同时，同一品种的数据因为地域的差异还存在相异特性，以滞后数据和不全面的数据进行判断，往往出现很多误判和不标准的测量。同时，数据共享后输出结果数据也存在一定的技术问题，需特定系统才能同时对共享的数据进行输入和输出。此外，对农作物的数据采集，往往采用有损采集或者微损采集。也就是说，将农作物进行破坏后再进行化学测量，如粗纤维、可溶性糖含量、维生素C等。
【发明内容】
[0005]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种光谱数据和化学检测数据共享输入和输出的系统，该系统包括多个终端和一个服务器，每个终端的信号输出端与服务器的信号输入端连接，服务器的信号输出端与每个终端的信号输入端连接，每个终端设有光谱数据输入端口、化学检测数据输入端口、化学检测数据查询光谱数据交互端口和光谱数据查询化学检测数据交互端口 ；所述服务器包括服务器数据输入端口和服务器数据输出端口，月艮务器数据输入端口接收从终端的光谱数据输入端口、化学检测数据输入端口、光谱数据查询化学检测数据交互端口和化学检测数据查询光谱数据交互端口输入的信号，服务器数据输出端口包括光谱数据查询化学检测数据的结果输出端口和化学检测数据查询光谱数据的结果输出端口，输出光谱数据查询化学检测数据的结果和化学检测数据查询光谱数据的结果。
[0006]优选的，所述终端的类型为手机、PC机、平板电脑、智能手表、pad;所述多个终端的类型相互之间相同或不同。
[0007]优选的，所述服务器包括用于存储数据的数据存储单元，及运算单元。
[0008]优选的，所述运算单元利用光谱数据和化学检测数据建立数据模型，将由服务器的信号输入端接收的光谱数据或化学检测数据根据数据模型得到化学检测数据或光谱数据。
[0009]优选的，所述数据模型为一个或者多个。
[0010]优选的，所述运算单元利用光谱数据和化学检测数据建立数据模型的方法为:将物体样品的多组光谱数据和多组化学检测数据录入同一数据库，形成数据映射集合，从数据映射集合中，选取2-100个波长的吸光度数值与化学检测数据进行对应，确定2-100个波长吸光度变化与化学检测数据变化具有定性和定量关系的K个公式，将K个公式嵌入运算服务器，物体新样品的光谱数据录入数据库的同时，选取上述确定的2-100个波长录入运算服务器，计算出未进行实际检测的物体新样品化学数据，同时将该化学数据输出到显示端和数据库，并在数据库中与新采集的光谱数据形成测量映射，与已有数据映射形成新的映射集合，其中K2 I。
[0011]优选的，所述运算单元利用光谱数据和化学检测数据建立数据模型的方法，包括如下步骤:
[0012]步骤1:用光源照射待检测的物体样SA1，然后收集物体样品^反射回来的光谱，采用光谱分析设备确定所收集光谱的波长及吸光度，形成物体样SA1的光谱数据；
[0013]步骤I1:对物体样品A1进行化学分析，分析其T种成分及含量，形成物体样品的化学检测数据；
[0014]步骤II1:将物体光谱数据和化学检测数据录入同一数据库，形成数据映射XI；
[0015]步骤IV:重复上述步骤1、步骤II和步骤III，对物体样品如至4?+1进行η次重复，形成η组光谱数据和对应的η组化学检测数据，将光谱数据和化学检测数据录入同一数据库，形成η组数据映射的数据映射集合；
[0016]步骤V:将上述数据库中数据映射集合中的光谱数据选取2-100个波长的吸光度数值与化学检测数据进行对应，确定2-100个波长吸光度变化与化学检测数据变化具有定性和定量关系的K个公式。
[0017]步骤V1:将上述步骤的K个公式嵌入运算服务器，采集物体新样品Ax的光谱数据，将其录入数据库的同时，选取步骤V确定的2-100个波长录入运算服务器，计算出未进行实际检测的物体新样品化学数据，同时将该化学数据输出到显示端和数据库，并在数据库中与物体新样品AX的光谱数据形成测量数据映射，该测量数据映射与已有的数据映射形成更新的数据映射集合。
[0018]步骤VI1:根据步骤I至步骤VI所形成的数据库和运算服务器上的K个公式，将数据库和运算服务器相连，同时设置数据库的数据输入端和数据输出端、设置运算服务器的数据输入端和数据输出端，形成物体的光谱数据模型，其中K 2 I。优选的，η大于等于30，进一步优选的，11大于等于50，更进一步优选的，11大于等于100。
[0019]优选的，所述多个终端的信号输出端与服务器的信号输入端的连接方式为有线连接或无线连接的一种或几种，所述服务器的信号输出端与多个终端的信号输入端的连接方式为有线连接、无线连接的一种或几种。
[0020]优选的，所述有线连接为网线连接，所述无线连接为蓝牙、红外、W1-Fi的一种或几种。
[0021 ]优选的，所述服务器为云服务器。
[0022]与现有技术相比，本发明具有如下有益效果:
[0023]1、本发明多个终端和一个服务器连接实现了针对光谱数据和化学检测数据共享输入和输出，能实现在不同地区针对同一农产品的光谱数据和化学检测数据进行输入，并形成完整的基础数据，不仅基础数据更加齐全，构建成精确度更高的数据模型，而且从各个终端输入的数据、及基于数据建立的各数据模型均能从各终端实现共享。
[0024]2、本发明中建立的数据模型可根据产品差异性的大小建立一个或多个数据模型。
【具体实施方式】
[0025]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表达的范围。
[0026]实施例1马铃薯块茎的光谱数据和化学检测数据共享输入和输出的系统运用
[0027]材料:马铃薯块茎，从马铃薯产品中随机抽取50个马铃薯块茎，横向切割，光源照射和光谱数据收集针对马铃薯横切面。
[0028]设备:光源照射装置、光谱收集装置和光谱分析设备为整体设备或分体设备，市场购买得到。
[0029]系统:马铃薯块茎的光谱数据和化学检测数据共享输入和输出的系统包括2个PC机、2个平板电脑和I个云服务器，2个PC机分别分布于黑龙江和安徽，2个平板电脑分别分布于云南和海南，每个PC机和每个平板电脑设有光谱数据输入端口、化学检测数据输入端口、化学检测数据查询光谱数据交互端口和光谱数据查询化学检测数据交互端口 ；其中每个PC机的信号输出端与云服务器的信号输入端通过网线连接，每个平板电脑的信号输出端与云服务器的信号输入端通过W1-Fi连接，云服务器的信号输出端与每个PC机和每个平板电脑的信号输入端通过有线连接。所述云服务器包括云服务器数据输入端口和云服务器数据输出端口，云服务器数据输入端口接收从每个PC机和每个平板电脑的光谱数据输入端口、化学检测数据输入端口、光谱数据查询化学检测数据交互端口和化学检测数据查询光谱数据交互端口输入的信号，云服务器数据输出端口包括光谱数据查询化学检测数据的结果输出端口和化学检测数据查询光谱数据的结果输出端口，输出光谱数据查询化学检测数据的结果和化学检测数据查询光谱数据的结果。云服务器包括存储单元及利用光谱数据和化学检测数据建立马铃薯块茎中淀粉、维生素C和纤维素3个数据模型，并将由云服务器的信号输入端接收的光谱数据或化学检测数据根据数据模型得到化学检测数据或光谱数据的运算单元。
[0030]具体步骤:用光源照射马铃薯块茎，然后收集马铃薯块茎反射回来的近红外光谱，光谱范围为800-1800nm，采用近红外光谱分析设备分析光谱吸光度，形成马铃薯块茎的800-1800nm的近红外光谱数据，该光谱数据具有1001个光波吸光度数据。
[0031]对马铃薯块茎进行化学分析，分析马铃薯块茎的淀粉含量、维生素C含量、纤维素含量，形成马铃薯块茎的化学检测数据；
[0032]分别将黑龙江、安徽、云南和海南马铃薯块茎的光谱数据和化学检测数据分别通过PC机、PC机、平板电脑、平板电脑的化学检测数据输入端口或光谱数据输入端口录入同一云服务器中存储单元中的数据库，形成第I组数据映射；
[0033]再抽取马铃薯样品49组，对随机抽取的49组马铃薯块茎按照上述方法独立进行处理，获得49组光谱数据和对应的49组化学检测数据，将光谱数据和化学检测数据录入同一数据库，形成50组数据映射；