一种便携家庭用食品安全检测系统的制作方法

本发明涉及一种监测云系统，具体是一种便携家庭用食品安全检测系统。

背景技术：

近年来，食品安全问题一直是人们关心的众多民生话题之一，因此食品安全检测技术也成为了重中之重。随着各种食品安全检测技术的发展，超声波技术以其独特的优势在食品安全领域出现。超声波技术是一种声学特性分析法，其原理是超声波在被检测介质中传播时，介质的 声学特性和内部组织的变化会对超声波的传播产生一定的影响，通过对超声波受影响程度 和状况的探测可以了解介质性能和结构变化。超声波检测最为常用的三个测量参数是：声速、衰减、阻抗。超声波分为两类 ：强超声波和弱超声波。目前，强超声波由于能量高，可以改变介质的物理属性，被广泛应用在果蔬制品的防腐烂、肉禽制品的保鲜等应用。弱超声波由于能量低，具有无损伤、非侵入式、无需准备样品以及快速检测等优点，目前主要被应用在奶制品中脂肪含量检测、糖分的检测，粮食制品中烃类混合物检测等介质中具体某一种成份的检测，未出现在食品综合品质检测方面的应用。

目前市场上很少有用于家庭食品检验的设备，因此普通居民购买了食品回家后无法得知所购买的食品质量，给生活带来极大的不便。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种便携家庭用食品安全检测系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种便携家庭用食品安全检测系统，包括接收模块、发射模块、信号放大电路、存储器、A/D转换模块、信号调理电路、振荡电路、单片机、USB接口、显示模块、无线传输模块和电源模块，所述单片机分别连接存储器、A/D转换模块、信号调理电路、振荡电路、USB接口、显示模块、无线传输模块和电源模块，存储器还连接信号放大电路，信号放大电路还分别连接A/D转换模块和接收模块，振荡电路还连接信号调理电路，信号调理电路还连接发射模块。

作为本发明再进一步的方案：单片机作为整个装置的核心，协调各个电路有条不紊地工作；振荡电路在启动信号控制下产生用户设置的超声波频率振荡方波；信号调理电路可对发送的高频方波进行放大，以推动发射模块中的发射头发送超声波，信号放大电路可对接收模块中的接收头接收的回波和反射波进行放大处理；存储器可对本次采集到的数据进行存储，同时存储用户下载的多种食品的参考值；数据比较模块根据本次测量的环境参数和食品安全参考库数据，对本次测量数据分析，给出安全、可疑或者不安全的分析结果；电源控制电路为整个装置提供稳定可靠的工作电源，显示模块用于检测结果的直观显示，同时还能进行数据的输入、导出、历史数据查询以及其他相关操作，电源模块给单片机提供稳定的工作电压，USB接口可以方便的进行数据传输，无线传输模块用于和手机、电脑等进行无线数据上传。

作为本发明再进一步的方案：所述电源模块包括二级管D1、电阻R1、蓄电池E和负载H，其特征在于，所述二极管D1的阳极连接蓄电池E的正极、芯片IC1的引脚5和芯片IC2的引脚5，二极管D1的阴极连接电容C1、电阻R1和电阻R3，电阻R1的另一端连接电阻R2、电阻R5和三极管V2的发射极，电容C1的另一端连接电阻R9、蓄电池E的负极、电位器RP1的一个固定端、电位器RP2的一个固定端、电位器RP2的滑动端、二极管D4的阳极、二极管D5的阳极、二极管D6的阴极、负载H、芯片IC1的引脚2和芯片IC2的引脚2，二极管D6的阳极连接三极管V1的发射极，电阻R2的另一端连接电阻R4和芯片IC1的引脚3，电阻R4的另一端连接电位器RP2的另一个固定端，电阻R3的另一端连接电阻R9的另一端和芯片IC1的引脚1，芯片IC1的引脚4连接二极管D2的阴极，二极管D2的阳极连接电阻R5的另一端、二极管D3的阳极和三极管V1的基极，三极管V1的集电极连接电阻R6，电阻R6的另一端连接三极管V2的基极，三极管V2的集电极连接电阻R7、电阻R8、蜂鸣器B和负载H的另一端，电阻R7的另一端连接二级钢D的阴极和芯片IC2的引脚1，二极管D3的阴极连接芯片IC2的引脚4，芯片IC2的引脚3连接电阻R8的另一端、电位器RP1的滑动端和电位器RP1的另一个固定端，蜂鸣器B的另一端连接二极管D5的阴极。

作为本发明再进一步的方案：所述单片机的型号为MC68HC11A8。

作为本发明再进一步的方案：所述振荡电路为方波产生电路。

作为本发明再进一步的方案：所述信号放大电路选用μA741信号放大芯片。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明便携家庭用食品安全检测系统采用弱超声波技术，对待测食品无损伤，并且对待测食品进行全方位的检测，提高了检测精度；并且还设置了多种数据传输的方式，能够完成和手机、计算机等上位机之间的数据传递，同时设置了稳定的供电电源，用户可以根据待测食品需求，采用无线或有线的方式下载更新本机数据参考库，也可将本机测量数据结合使用体验上传到云端，供其他用户参考。

附图说明

图1为本发明的整体方框图。

图2为电源模块的电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，本发明实施例中，一种便携家庭用食品安全检测系统，包括接收模块、发射模块、信号放大电路、存储器、A/D转换模块、信号调理电路、振荡电路、单片机、USB接口、显示模块、无线传输模块和电源模块，所述单片机分别连接存储器、A/D转换模块、信号调理电路、振荡电路、USB接口、显示模块、无线传输模块和电源模块，存储器还连接信号放大电路，信号放大电路还分别连接A/D转换模块和接收模块，振荡电路还连接信号调理电路，信号调理电路还连接发射模块。

单片机作为整个装置的核心，协调各个电路有条不紊地工作；振荡电路在启动信号控制下产生用户设置的超声波频率振荡方波；信号调理电路可对发送的高频方波进行放大，以推动发射模块中的发射头发送超声波，信号放大电路可对接收模块中的接收头接收的回波和反射波进行放大处理；存储器可对本次采集到的数据进行存储，同时存储用户下载的多种食品的参考值；数据比较模块根据本次测量的环境参数和食品安全参考库数据，对本次测量数据分析，给出安全、可疑或者不安全的分析结果；电源控制电路为整个装置提供稳定可靠的工作电源，显示模块用于检测结果的直观显示，同时还能进行数据的输入、导出、历史数据查询以及其他相关操作，电源模块给单片机提供稳定的工作电压，USB接口可以方便的进行数据传输，无线传输模块用于和手机、电脑等进行无线数据上传。

电源模块包括二级管D1、电阻R1、蓄电池E和负载H，其特征在于，所述二极管D1的阳极连接蓄电池E的正极、芯片IC1的引脚5和芯片IC2的引脚5，二极管D1的阴极连接电容C1、电阻R1和电阻R3，电阻R1的另一端连接电阻R2、电阻R5和三极管V2的发射极，电容C1的另一端连接电阻R9、蓄电池E的负极、电位器RP1的一个固定端、电位器RP2的一个固定端、电位器RP2的滑动端、二极管D4的阳极、二极管D5的阳极、二极管D6的阴极、负载H、芯片IC1的引脚2和芯片IC2的引脚2，二极管D6的阳极连接三极管V1的发射极，电阻R2的另一端连接电阻R4和芯片IC1的引脚3，电阻R4的另一端连接电位器RP2的另一个固定端，电阻R3的另一端连接电阻R9的另一端和芯片IC1的引脚1，芯片IC1的引脚4连接二极管D2的阴极，二极管D2的阳极连接电阻R5的另一端、二极管D3的阳极和三极管V1的基极，三极管V1的集电极连接电阻R6，电阻R6的另一端连接三极管V2的基极，三极管V2的集电极连接电阻R7、电阻R8、蜂鸣器B和负载H的另一端，电阻R7的另一端连接二级钢D的阴极和芯片IC2的引脚1，二极管D3的阴极连接芯片IC2的引脚4，芯片IC2的引脚3连接电阻R8的另一端、电位器RP1的滑动端和电位器RP1的另一个固定端，蜂鸣器B的另一端连接二极管D5的阴极。

单片机的型号为MC68HC11A8。振荡电路为方波产生电路。信号放大电路选用μA741信号放大芯片。

本发明的工作原理是：单片机作为整个装置的核心，协调各个电路有条不紊地工作；振荡电路在启动信号控制下产生用户设置的超声波频率振荡方波；信号调理电路可对发送的高频方波进行放大，以推动发射模块中的发射头发送超声波，信号放大电路可对接收模块中的接收头接收的回波和反射波进行放大处理；存储器可对本次采集到的数据进行存储，同时存储用户下载的多种食品的参考值；数据比较模块根据本次测量的环境参数和食品安全参考库数据，对本次测量数据分析，给出安全、可疑或者不安全的分析结果；电源控制电路为整个装置提供稳定可靠的工作电源，显示模块用于检测结果的直观显示，同时还能进行数据的输入、导出、历史数据查询以及其他相关操作，电源模块给单片机提供稳定的工作电压，USB接口可以方便的进行数据传输，无线传输模块用于和手机、电脑等进行无线数据上传。

电源模块的工作原理如图2所示：三极管V2作为电压电流限制器的功率级，起调节作用。芯片IC1和芯片IC2用于设置负载H最大充电电压和最大充电电流，如果超过设定值，发光二极管点亮，提醒你注意。同样，负载H接反时，有蜂鸣报警。蓄电池E的正极接入入一个大功率二极管D1，防止连接错误时烧毁电路，输人电源经二极管和两个大容量电容C1后，得到平滑电压。分压器R8、RP1与负载H并联，电压由比较器IC2与4.7V的参考电压比较取得。当IC2的反向输入端3脚电压低于同向输入端1脚电压时，比较器输出高电平，三极管V1导通，向V2提供基极电流，使电流充电。过一段时间以后，电池电压上升，超过RP1设置的门限电压，比较器输出变为低电平，V1和V2截止，电池停止充电，同时发光二极管D3被R5流过的电流点亮。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。