一种茶叶质量等级初步分类检测系统的制作方法

本实用新型涉及一种茶叶质量等级初步分类检测系统，属于质量检测技术领域。

背景技术：

茶叶的生产加工具有很强的季节性，但是茶叶的消费却在时间上有常年性，空间上则有全球性特点。茶叶对人类身体有重要作用。茶叶拥有抗辐射、抗癌、降压降血脂、预防糠尿病、肥胖、利尿等作用，天天喝茶有利于身体健康，因此，对茶叶质量等级初步分类具有非常重要的作用。

对于茶叶质量的检测，有很多种方法，目前主要依靠品茶师人工完成，而人工完成每个人的标准不同，就会或多会少出现一点误差，并且每次都要人工来检测既费时又费力，带来了很大的不方便。中国专利CN204154670 U公开了一种电子鼻系统，该系统中的气敏传感器阵列包含2~4个常温气敏传感器，电子电路以低功耗单片机为核心，通过简易电子鼻系统直接获取茶叶气味信息，然后将产生信号传给单片机进行信息处理，最后鉴别茶叶质量。该方法只是通过茶叶的气味来鉴别茶叶质量，不具有一般性，然而，茶叶质量还受其它因素影响，因此，不具备准确性。

技术实现要素：

本实用新型为了解决现有技术中存在的问题，提供一种通过对茶叶的形状、色泽、气味来对茶叶质量进行检测，然后通过和国际标准进行比较从而对茶叶等级进行初步分类的系统。

为了达到上述目的，本实用新型提出的技术方案为：一种茶叶质量等级初步分类检测系统，用于对待检测茶叶与国标等级分类茶叶进行比较分类，该系统包括电源模块、单片机模块、比较模块、显示模块、形状传感器、色泽传感器和气味传感器，所述单片机模块分别与形状传感器、色泽传感器、气味传感器和比较模块连接，所述比较模块与显示模块连接，所述形状传感器、色泽传感器和气味传感器分别用于收集待检测茶叶的形状、色泽和气味信息并将信息发送到单片机模块，单片机模块用于对茶叶的形状、色泽和气味信息进行处理并将处理后的信息发送到比较模块，所述比较模块用于将处理后的茶叶的形状、色泽和气味信息与国标等级分类茶叶的信息进行比较分类，并将比较分类结果发送到显示模块，所述显示模块用于对比较分类结果进行显示，所述电源模块用于对单片机模块、比较模块、显示模块、形状传感器、色泽传感器和气味传感器供电。

对上述技术方案的进一步改进为：所述单片机模块采用MSP430F169单片机。

所述形状传感器为面阵CCD图像传感器，所述CCD的型号为TCD132D。

所述色泽传感器采用TCS230传感器。

所述气味传感器包括QCM气敏传感器和导电聚合物气敏传感器，每个气敏传感器阵列中均包括2至4个传感器。

所述比较器模块采用TL3016芯片。

所述显示模块采用LCD12864液晶显示屏。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型通过采集茶叶的形状、色泽以及茶叶散发出的气味等信息并将上述信息与待检测茶叶的信息和国标等级分类茶叶的信息进行比较，根据国标等级分类茶叶信息对待检测茶叶的质量进行分类，最终可实现茶叶质量等级初步分类，分类结果准确。

本实用新型中形状传感器、色泽传感器和气味传感器分别采用TCD132D图像传感器、TCS230传感器和气敏传感器阵列，上述传感器精度高，功耗小；同时利用低功耗单片机MSP430F169作为主控制芯片，整体功耗小，处理速度快，通过其内部的ADC模块可以实时获取测量到的重量、形状、色泽以及茶叶散发的气味信息。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构框图。

图2为色泽传感器与单片机模块的连接电路图。

图3为形状传感器与单片机模块的连接电路图。

图4为比较模块电路图。

图5为显示模块电路图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例

如图1所示，本实施例的一种茶叶质量等级初步分类检测系统，用于对待检测茶叶与国标等级分类茶叶进行比较分类，该系统包括电源模块、单片机模块、比较模块、显示模块、形状传感器、色泽传感器和气味传感器，单片机模块分别与形状传感器、色泽传感器、气味传感器和比较模块连接，比较模块与显示模块连接，形状传感器、色泽传感器和气味传感器分别用于收集待检测茶叶的形状、色泽和气味信息并将信息发送到单片机模块，单片机模块用于对茶叶的形状、色泽和气味信息进行处理并将处理后的信息发送到比较模块，比较模块用于将处理后的茶叶的形状、色泽和气味信息与国标等级分类茶叶的信息进行比较分类，并将比较分类结果发送到显示模块，显示模块用于对比较分类结果进行显示，电源模块用于对单片机模块、比较模块、显示模块、形状传感器、色泽传感器和气味传感器供电。

本实施例中，单片机模块采用TI德州仪器公司的MSP430F169单片机作为主体控制核心，其中AD转换模块采用MSP430F169内部的ADC12模块；ADC12模块具有12位转换精度，1位非线性微分误差，1位非线性积分误差，内置采样与保持电路，转换内核可以关断，节省系统能耗。形状传感器采用森美瑞科技有限公司的面阵CCD图像传感器，它是通过将光学信号转化为数字信号来实现图像的获取、存储、传输、处理和复现。光学信号主要由CCD感光片完成，CCD的感应电路为面阵CCD传感器核心，此处CCD的型号为TCD132D。色泽传感器TCS230采用美国TAOS公司生产的，它具有高分辨率、可编程的颜色选择与输出定标、单电源供电等特点。气味传感器使用的是常温工作元件，包括QCM气敏传感器、导电聚合物气敏传感器等，气敏传感器阵列中包括2-4个传感器。比较模块选用英特瑞斯公司生产的TL3016芯片。显示模块采用LCD12864液晶显示屏，它是一种具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式，内部含有文字库的点阵图形液晶显示模块，也可显示汉字以及完成图形显示，它拥有电压低，功耗低的优点。

本实施例的工作原理如图2至图5所示，其中待检测的茶叶气味与气敏传感器阵列发生反应，产生信号传到单片机MSP430F169的P5.0I/O口，配置在A/D转换第二功能，经过A/D采样后得出的结果从P5.1管脚输出。再取国家标准各等级的茶叶分别运用上述方法再采集、处理一遍，将单片机输出结果从P5.2管脚输出。将P5.1与P5.2输出结果输入比较模块TL3016的IN管脚，让待检测的茶叶的气味与用于国家标准各等级的茶叶气味作比较，从而得出待检测茶叶质量等级，然后将从OUT管脚输出的结果接入显示模块LCD12864的R/W管脚，在液晶屏上显示出茶叶质量等级。

如图2所示，用颜色传感器TCS230将茶叶颜色信息转化为电信号，颜色传感器的4管脚接地，5管脚接3.3V电源，TCS230的1、2、7、8、6、3管脚将茶叶转化的电信号传到单片机MSP430F169的I/O口P6.0-P6.5，配置在A/D转换第二功能，经过A/D采样后得出的结果从P5.0管脚输出。再取国家标准各等级的茶叶分别运用上述方法再采集、处理一遍，将单片机输出结果从P5.1管脚输出。将P5.0与P5.1输出结果输入比较模块TL3016的IN管脚，让待检测的茶叶的颜色与用于国家标准各等级的茶叶颜色作比较，从而得出待检测茶叶质量等级，然后将从OUT管脚输出的结果接入显示模块LCD12864的R/W管脚，在液晶屏上显示出茶叶质量等级。TCS230的VSS接电源3.3V，GND接地。

如图3所示，对单片机TCK、TD0/TD1逻辑计算后的信号4分频，将其结果作为CCD主时钟ΦM，用单片机R/W信号相与取反，用于弥补进行外部数据存储器读写时ALE信号的缺少，SH信号由8253计数器OUT0提供，CLK0与CA3306的CP相连，，提供时钟，OUT0输出一系列周期为N个时钟脉冲宽度为1个时钟（CLK0）的中断（NMI），输入单片机P4.0-P4.7接口，在中断服务程序中完成TCD132D输出信号数据采集、插值、数字信号处理。将输出Sout通过倒相放大与芯片CA3306后的信号，作为单片机P6.2-6.7输入信号，经过A/D采样后得出的结果从P5.1管脚输出。再取国家标准各等级的茶叶分别运用上述方法再采集、处理一遍，将单片机输出结果从P5.2管脚输出。将P5.1与P5.2输出结果输入比较模块TL3016的IN管脚，让待检测的茶叶的外形与用于国家标准各等级的茶叶外形作比较，从而得出待检测茶叶质量等级，然后将从OUT管脚输出的结果接入显示模块LCD12864的R/W管脚，在液晶屏上显示出茶叶质量等级。TCD132D的VDD和VAD接电源12V，GND接地，VREF端接参考电压5V。电源模块提供5V和12V直流供电。

最后将LCD12864液晶屏上显示的茶叶外形、颜色、气味质量的等级信息记录下来，然后综合这几个质量等级，最后对茶叶总体质量做出一个初步的质量等级判断。

本实用新型的茶叶质量等级初步分类检测系统不局限于上述各实施例，凡采用等同替换方式得到的技术方案均落在本实用新型要求保护的范围内。