一种有机物的检测方法及其系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种有机物的检测方法，包括：利用用户的通信终端发送检测指令给用户端手持扫描设备；通过所述用户端手持扫描设备对有机物待检测样品进行光谱扫描，并将得到的样本数据发送至用户的通信终端；用户的通信终端将接收到的样本数据上传至云端服务器进行分析处理，并接收经过所述云端服务器分析处理后的结果。发明还提供一种有机物的检测系统。本发明提供的技术方案可以实现固态有机物的漫反射光谱的快速采集和液态有机物的透射光谱的采集，利用云计算技术建立了检测分析云引擎以及利用智能手机APP提供了显示和操作界面，能对有机物质进行非接触式快速检测，而且提高了检测数学模型的可维护性和扩展性，降低了用户的使用成本。
【专利说明】
一种有机物的检测方法及其系统
技术领域
[0001 ]本发明涉及检测领域，尤其涉及一种有机物的检测方法及其系统。
【背景技术】
[0002]分子光谱的产生来源于物质分子的振动，分析上常用于判断分子的结构特征。近红外分析和拉曼光谱分析是两种典型的分子光谱分析方法，其共同特点是无需对检测样品进行复杂前处理，适合于现场快速检测。拉曼光谱分析，尤其是成本相对低廉的便携式拉曼光谱仪在现场定性分析中应用广泛，而近红外光谱分析则在定量分析中应用广泛。
[0003]拉曼光谱的典型应用定性分析，如在海关、安检、法检上用于毒品、爆炸物、危险品等的排查;在制药、药学上用于原料药、赋形剂等的检测及真假鉴定;在聚合物、塑料上用于原材料、添加剂的检测及次品、废弃品筛选;在矿物、玉石、考古:成分分析及考古的现场鉴定和年代识别;在生物、医学上做生物分子(如DNA)痕量分析等;在能源、化工领域的新材料结构分析及石油辛烷值测定等;在物理、化学研究上做实验室反应监控及组分结构分析等。
[0004]近红外分析技术主要在石油化工、农产品、酿酒、药物、乳制品品质分析等方面获得了许多成功的应用。在石油化工领域，该方法可以用来测定燃料冰点、烃类化合物等;在农业领域用来分析粮食的水分、蛋白质等成分的含量;在酿酒工业中用于检测酒精度、酒类的风味、酿酒原料品质等;制药领域用于检测药品的主要成分含量和分析中药原材料;在乳制品分析中用于牛奶、乳粉等主要成分含量，包括蛋白质、脂肪、乳酸等，测定和产品的掺假的鉴定。另外，近红外在生物组织分析、酿醋、茶叶等方面也有应用。
[0005]目前，无论是拉曼光谱分析还是近红外光谱分析，在其实际应用中均涉及两大关键要素:仪器技术和建模技术。传统的分子光谱应用模式中，由于分析仪器体积大、复杂度高且价格高，而且建模需要专业人士，因此只限于在行业中应用，而无法应用在大众消费者的日常生活中，使得这种检测分析手段的应用潜力得不到充分发挥。
【发明内容】
[0006]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种有机物的检测方法及其系统，旨在解决现有技术中由于仪器技术和建模技术的复杂度高且价格高而导致应用的局限性，无法在日常生活中大规模应用的问题。
[0007]本发明提出一种有机物的检测方法，所述检测方法包括:
[0008]利用用户的通信终端发送检测指令给用户端手持扫描设备；
[0009]通过所述用户端手持扫描设备对有机物待检测样品进行光谱扫描，并将得到的样本数据发送至用户的通信终端；
[0010]用户的通信终端将接收到的样本数据上传至云端服务器进行分析处理，并接收经过所述云端服务器分析处理后的结果。
[0011]优选的，所述利用用户的通信终端发送检测指令给用户端手持扫描设备的步骤包括:
[0012]用户登录通信终端的检测APP界面；
[0013]通过按所述检测APP界面上的检测按钮发送检测指令给用户端手持扫描设备。
[0014]优选的，所述通过所述用户端手持扫描设备对有机物待检测样品进行光谱扫描，并将得到的样本数据发送至用户的通信终端的步骤包括:
[0015]通过所述用户端手持扫描设备的光谱采集模块对有机物待检测样品进行光谱扫描；
[0016]通过所述用户端手持扫描设备的低功耗蓝牙电路将得到的样本数据发送至用户的通信终端。
[0017]优选的，所述用户的通信终端将接收到的样本数据上传至云端服务器进行分析处理，并接收经过所述云端服务器分析处理后的结果的步骤包括:
[0018]用户的通信终端接收预设数目的样本数据并将包括全部预设数目的样本数据封装成JSON数组格式，其中，预设数目为1024个；
[0019]用户的通信终端发送HTTP请求至所述云端服务器的超文本预处理网络接口模块；
[0020]所述云端服务器的超文本预处理网络接口模块根据所述HTTP请求接收用户的通信终端发送过来的全部样本数据，并判断数据格式是否符合格式要求；
[0021 ]如果数据格式符合格式要求，则调用所述云端服务器的MATLAB算法模块，并运行MATLAB以及执行检测算法；
[0022]所述云端服务器的MATLAB算法模块根据提前训练好的模型对全部样本数据进行分析，并将分析结果反馈给所述云端服务器的超文本预处理网络接口模块；
[0023]所述云端服务器的超文本预处理网络接口模块将分析结果发送至用户的通信终端。
[0024]另一方面，本发明还提供一种有机物的检测系统，主要包括用户的通信终端、用户端手持扫描设备以及云端服务器，其中，
[0025]用户的通信终端，用于发送检测指令给用户端手持扫描设备；
[0026]用户端手持扫描设备，用于对有机物待检测样品进行光谱扫描，并将得到的样本数据发送至用户的通信终端，其中，用户的通信终端将接收到的样本数据上传至所述云端服务器进行分析处理；
[0027]所述云端服务器，用于接收用户的通信终端所上传的样本数据，并对所述样本数据进行分析处理，以及将分析处理的结果返回至用户的通信终端。
[0028]优选的，所述用户的通信终端包括检测APP界面，用户登录所述检测APP界面，通过按所述检测APP界面上的检测按钮发送检测指令给所述用户端手持扫描设备。
[0029]优选的，所述用户端手持扫描设备包括:光源驱动电路、光谱采集模块、控制电路、电脑通讯接口和低功耗蓝牙电路，其中，
[0030]所述光源驱动电路为所述用户端手持扫描设备的发光源提供驱动；
[0031]所述光谱采集模块，用于采集有机物待检测样品的光谱数据；
[0032]所述控制电路，用于连接并控制所述光源驱动电路、所述光谱采集模块、电脑通讯接口和低功耗蓝牙电路；
[0033]所述电脑通讯接口，用于与电脑通信连接；
[0034]所述低功耗蓝牙电路，用于实现与用户的通信终端进行通信。
[0035]优选的，所述云端服务器包括:超文本预处理网络接口模块和MATLAB算法模块，其中，
[0036]所述用户的通信终端，还用于接收预设数目的样本数据并将包括全部预设数目的样本数据封装成JSON数组格式，并发送HTTP请求至所述超文本预处理网络接口模块，其中，预设数目为1024个；
[0037]所述超文本预处理网络接口模块，用于根据所述HTTP请求接收用户的通信终端发送过来的全部样本数据，并判断数据格式是否符合格式要求，如果数据格式符合格式要求，则调用所述云端服务器的MATLAB算法模块；
[0038]所述MATLAB算法模块，用于运行MATLAB以及执行检测算法，并根据提前训练好的模型对全部样本数据进行分析，并将分析结果反馈给所述超文本预处理网络接口模块；
[0039]其中，所述超文本预处理网络接口模块还用于将分析结果发送至用户的通信终端。
[0040]优选的，所述云端服务器，还用于针对不同的有机物的检测建立专用的检测模型以形成云端模型库;所述用户的通信终端，还用于登录所述检测APP界面通过在所述云端模型库中选择下载或者购买相应的检测模型。
[0041]本发明提供的技术方案设计了结构灵活的手持光谱采集设备，可以实现固态有机物的漫反射光谱的快速采集和液态有机物的透射光谱的采集，利用云计算技术建立了检测分析云引擎以及利用智能手机APP提供了显示和操作界面，能对有机物质进行非接触式快速检测，进而提高了检测数学模型的可维护性和扩展性，降低了用户的使用成本，进一步简化了检测仪器的硬件和降低了成本。
【附图说明】
[0042]图1为本发明一实施方式中有机物的检测系统10的内部结构示意图；
[0043]图2为本发明一实施方式中检测APP界面的五个页面；
[0044]图3为本发明一实施方式中用户端手持扫描设备12的内部结构示意图；
[0045]图4为本发明一实施方式中云端服务器13与用户的通信终端11之间的通信架构图；
[0046]图5为本发明一实施方式中云端服务器13的架构图；
[0047]图6为本发明一实施方式中有机物的检测方法流程图。
【具体实施方式】
[0048]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0049]本发明【具体实施方式】提供了一种有机物的检测系统10，主要包括用户的通信终端
11、用户端手持扫描设备12以及云端服务器13，其中，
[0050]用户的通信终端11，用于发送检测指令给用户端手持扫描设备12;
[0051]用户端手持扫描设备12，用于对有机物待检测样品进行光谱扫描，并将得到的样本数据发送至用户的通信终端11，其中，用户的通信终端11将接收到的样本数据上传至云端服务器13进行分析处理；
[0052]云端服务器13，用于接收用户的通信终端11所上传的样本数据，并对所述样本数据进行分析处理，以及将分析处理的结果返回至用户的通信终端11。
[0053]本发明提供的一种有机物的检测系统10，设计了结构灵活的手持光谱采集设备(即用户端手持扫描设备12)，可以实现固态有机物的漫反射光谱的快速采集和液态有机物的透射光谱的采集，利用云计算技术建立了检测分析云引擎(即云端服务器13)以及利用智能手机APP(即用户的通信终端11)提供了显示和操作界面，能对有机物质进行非接触式快速检测，进而提高了检测数学模型的可维护性和扩展性，降低了用户的使用成本，进一步简化了检测仪器的硬件和降低了成本，拓展了快速检测的应用范围。
[0054]以下将对本发明所提供的一种有机物的检测系统进行详细说明。
[0055]请参阅图1，为本发明一实施方式中有机物的检测系统10的内部结构示意图。
[0056]在本实施方式中，有机物的检测系统10主要包括用户的通信终端11、用户端手持扫描设备12以及云端服务器13。
[0057]用户的通信终端11，用于发送检测指令给用户端手持扫描设备12。
[0058]在本实施方式中，用户的通信终端11例如可以是用户的智能手机，而且在该智能手机中预装了手机应用软件(APP)，例如检测APP，因此，用户的通信终端11包括检测APP界面，用户登录所述检测APP界面，通过按所述检测APP界面上的检测按钮发送检测指令给用户端手持扫描设备12。
[0059]在本实施方式中，用户的通信终端11通过手机APP提供用户界面，可以在Android操作系统和1S操作系统这些平台上实现，而且本发明所涉及的检测APP界面主要包括登录页、首页、模型列表页面、建模页面和设置页面五个，如图2所示。
[0060]请参阅图2，所示为本发明一实施方式中检测APP界面的五个页面。
[0061]在本实施方式中，登录页面提供用户登录和注册功能，登录后进入首页页面，首页页面的最上为动画示意，采用动画的方式显示设备扫描光谱和连接云端的过程示意；之下，页面中部为检测结果的粗略显示，显示的信息为当前使用的检测模型和目标物质的大体分类和种类，如奶粉鉴别中的XX品牌X段奶粉；当点击这部分后，进入二级界面“检测结果子界面”，详细列出了各当前物质是什么种类、产地等属性信息以及各主要成分含量等信息。并在底部用图表的方式呈现，如成分含量的饼图。下部圆形是检测按钮，触发后，APP通过蓝牙发送检测指令给用户端设备;底部左侧为设置按钮，点击后进入设置页面;右下角为模型按钮，点击后进入模型列表页面。在首页页面点击“设置”后进入“模型列表页面”设置页面提供设备连接设置、用户密码修改、切换用户、用户在云端的个性化信息以及帮助等参数。
[0062]在首页点击“模型”后进入“模型列表页面”。该页面的上部列出了当前用户购买和建立的模型。其中匹配到当前检测的模型采用正常显示的方式，其余模型采用灰度显示的方式。当用户“单击”相应的模型图标后，对应的图标变成正常显示并匹配到当前检测。用户“双击”相应的模型图标后模型详细说明对话框，说明该模型的详细信息，如自建还是购买、功能、有效时间等。页面的底部左端是“购买”按钮，点击后进入云端的模型商店，可以选择需要购买的模型。页面的底部左端是“自建”按钮，点击后进入用户自建模型界面-“建模页面”。
[0063]建模页面的上部用来设定当前光谱对应的目标检测物的属性参数和成分含量参数，如当前奶粉的品牌、产地、感兴趣的成分含量等。用户可以点击“+”按钮新建属性。注意，属性建立完毕后到建立模型之前不允许再次更改。“信息反馈”栏显示在光谱采集和上传过程中的设备状态信息，其中目前采集和上传的光谱数目必须显示。“采集光谱并上传”按钮提供触发用户硬件设备采集光谱的指令。“建立模型”按钮。当用户认为采集到合适数目的光谱，或者云端返回信息建议光谱数目合适后，用户触发该按钮，APP发送建立模型的指令到云端，云端利用采集的数据建立新的检测模型，并与用户的ID关联。之后用户可以使用该新的模型进行检测。
[0064]请继续参阅图1，用户端手持扫描设备12，用于对有机物待检测样品进行光谱扫描，并将得到的样本数据发送至用户的通信终端11，其中，用户的通信终端11将接收到的样本数据上传至云端服务器13进行分析处理。
[0065]在本实施方式中，用户端手持扫描设备12包括:光源驱动电路、光谱采集模块、控制电路、电脑通讯接口和低功耗蓝牙电路，如图3所示。
[0066]请参阅图3，所示为本发明一实施方式中用户端手持扫描设备12的内部结构示意图。
[0067]在本实施方式中，用户端手持扫描设备12可以是结构设计灵活的手持光谱采集设备，用于对有机物待检测样品进行光谱扫描。
[0068]光源驱动电路为用户端手持扫描设备12的发光源提供驱动。在本实施方式中，发光源采用低压卤素灯产生需要的连续光谱，也可以红外热光源(米泡)或者红外LED阵列代替。本发明中采用的卤素灯的具体型号为美国伟伦公司(WelchAllyn)的997418-21低电压卤素灯。这款卤素灯的前端有聚光透镜，可以在2厘米的距离上形成3mm直径的光斑，工作电流0.4A，工作电压3.5V，寿命1000小时。卤素灯的驱动为基于N沟道MOS管Π3Τ439Ν和运算放大器TLV2252A构成的电压控制可调恒流源电路。该恒流源电路采用5V单电源供电。恒流源电路包括:运算放大器TLV2252A(U5)、电阻器R4-R8、电容器C22-C26和二极管Dl (B5819WS)。其中U5为双运放，U5A构成MOS管的驱动电路，U5B与R6，R7构成同相放大器，输出作为U5A的负反馈。U5的第5引脚与阻值为0.1欧姆的采样电阻R5—端相连，构成负反馈回路。该恒流源电路的电流计算公式为:I = U/G/R5 = U，其中U为主控MCU的12位D/A的输出电压，G为U5B放大电路的放大倍数，此处为I +R7/R6 = 10.09; R5为采样电阻阻值。当使用U2内部的1.2V基准电压时，电流理论值可达1.2A，精度1mA。TLV2252A为单电源供电运算放大器，且输出电压可以到达电源VSS。其中，恒流源工作原理为:主控U2启动D/A产生需要的电压，瞬态下，放大器U5A输出端迅速饱和，使得MOS管Ql导通，导通后R5上端电压逐渐升高，同时U5B的输出电压相应升高导致U5A的输出逐渐降低，最终达到平衡，平衡时U5A的第3和2引脚电压相同，得到需要的理论输出电流，当D/A的输出电压为O时，输出电流为零，特别的是，阻值为1K的接地电阻R6是保证电流源此时输出为O的关键。
[0069]光谱采集模块，用于采集有机物待检测样品的光谱数据。在本实施方式中，光谱采集模块采用美国海洋光学的短波近红外光谱仪STS-NIR，该光谱采集模块结构紧凑、小巧，40x42x24mm，通过一个miniHDMI和MicroUSB接口与外部通信。本发明中采用miniHDMI接口通信，该接口只是在物理层面是19引脚的miniHDMI接口形式，协议层面则是RS232接口，设计了基于MAX3232的电平转换电路与M⑶通信。本发明中STS-NIR的采用50微米的入射狭缝，可以兼顾光通量和分辨率的要求，适合于短波近红外的定量分析应用。该光谱采集模块是一种采用固定光路光栅分光结合线阵CMOS探测器的光谱采集系统，其参数如下:光谱范围:650-1100;光谱点数:1024;光学分辨率:5nm;信噪比:>1500:1;动态范围:4600:1。
[0070]控制电路，用于连接并控制所述光源驱动电路、所述光谱采集模块、电脑通讯接口和低功耗蓝牙电路。在本实施方式中，控制电路的主控MCU采用飞思卡尔半导体公司的ARMCortex-MO+内核的微控制器，具体型号为MKL27Z128VFT4，该芯片为48脚的QFN封装，拥有128KB的内部FLASH存储器和32KB的SRAM，外围接口电路和设备丰富，作为本发明的控制核心，用到的外围设备有:3.3V的线性稳压电路、3个串口通信接口和12位DAC。3.3V的线性稳压电路用于把输入的5V直流电压转变为3.3V输出，作为控制电路的电源。12位DAC的输出作为电压控制可调恒流源的控制电压。MKL27Z128VFT4的三个UART通信接口(UART0/UART1/UART2)用于主控与光谱采集模块、蓝牙通信电路和电脑通信的接口。其中通信的波特率优选为 115200bps。
[0071]电脑通讯接口，用于与电脑通信连接。
[0072]低功耗蓝牙电路，用于实现与用户的通信终端进行通信。在本实施方式中，低功耗蓝牙电路实现了与用户的通信终端(例如用户的智能手机)进行通信连接。在本实施方式中，硬件:采用勵^)1(:的爾?51822蓝牙低功耗30(:，符合蓝牙4.0和4.1单模标准。蓝牙固件:GAP从机模式，广播自身信息供手机连接。
[0073]请继续参阅图1，云端服务器13，用于接收用户的通信终端11所上传的样本数据，并对所述样本数据进行分析处理，以及将分析处理的结果返回至用户的通信终端11。
[0074]在本实施方式中，云端服务器13包括:超文本预处理(Hypertext Preprocessor,PHP)网络接口模块、MATLAB算法模块和PHP数据管理维护模块，其中，云端服务器13 (即图中的Server端)与用户的通信终端11(即图中的手机端)之间的通信架构如图4所示。
[0075]在本实施方式中，云端服务器13，还用于针对不同的有机物的检测建立专用的检测模型以形成云端模型库；用户的通信终端11，还用于登录所述检测APP界面通过在所述云端模型库中选择下载或者购买相应的检测模型。这样一来，用户利用其通信终端11登录检测APP界面，并在该检测APP界面中找到云端模型库，通过从云端的模型库中选择下载或者购买相应的检测模型来扩展用户自身设备的检测应用范围，当然，用户也可以在APP上按照相应的操作步骤自行建立检测模型，以进一步扩展用户自身设备的检测应用范围。
[0076]请参阅图4，所示为本发明一实施方式中云端服务器13与用户的通信终端11之间的通信架构图。
[0077]用户的通信终端(即图4中的手机端)，还用于接收预设数目的样本数据并将包括全部预设数目的样本数据封装成JSON数组格式，并发送HTTP请求至云端服务器13(即图4中的Server端)的PHP网络接口模块(即图4中的PHP)，其中，预设数目为1024个，此数值可根据用户端手持扫描设备不同而进行相应修改。
[0078]PHP网络接口模块，用于根据所述HTTP请求接收用户的通信终端发送过来的全部样本数据，并判断数据格式是否符合格式要求，如果数据格式符合格式要求，则调用所述云端服务器13的MATLAB算法模块(即图4中的MATLAB)。
[0079]MATLAB算法模块，用于运行MATLAB以及执行检测算法，并根据提前训练好的模型对全部样本数据进行分析，并将分析结果反馈给PHP网络接口模块，其中，PHP网络接口模块还用于将分析结果发送至用户的通信终端11。
[0080]在本实施方式中，图4所示的整个执行流程为:手机端发送HTTP请求到后台，将采集到的1024个(此数值可根据用户端手持扫描设备不同而进行相应修改)整型数据封装成JSON数组格式;PHP先对接收到的请求数据进行检查看是否符合格式要求;MATLAB是安装在云端服务器上，所以PHP直接像调用Linux系统命令一样用命令的方式运行MATLAB，执行检测算法，将JSON数组以字符串的形式作为算法的输入;MATLAB处理分析完成后将结果返回给PHP，PHP提取有效信息并返回给手机端。
[0081]请参阅图5，所示为本发明一实施方式中云端服务器13的架构图。
[0082]在本实施方式中，云端服务器13架构主要包括了服务器和数据库两大部分，其中服务器包括PHP网络接口模块，MATLAB算法模块和PHP数据管理维护模块三个细分的模块。
[0083]在本实施方式中，PHP网络接口模块负责与手机端交互，响应手机端的HTTP请求，将手机端发送过来的样本数据传给MATLAB，并获取分析结果。
[0084]MATLAB模块接收PHP网络接口模块传来的样本数据和根据已经提前训练好的模型进行分析，并将结果反馈给PHP网络接口模块。
[0085]PHP数据管理维护模块则负责处理数据库的管理和维护，PHP网络接口模块可以通过数据管理维护模块与数据库交互，更新训练数据并重新训练模型，MATLAB算法模块可以通过数据管理维护模块获取训练数据。
[0086]在本实施方式中，云端服务器13所运行的检测算法主要通过MATLAB实现，不失一般性的以4种光谱数据的检测为例，具体说明如下:
[0087]首先，程序通过SpectrumCLassif icat1n_newData.m文件启动，从本地光谱数据集SpectrumData.xlsx种读取4种光谱数据(每段光谱数据由1024个采样点采集而成)，分别存入sI，s2，s3以及s4种，并分别打上标签O、1、2、3。然后分别在每类光谱中抽取75%的数据作为训练样本s_trainSample，25%的数据作为训练样本s_testSample;
[0088]其次，调用函数1^3；[113口601:1'1111^11(^681:()函数进行模型训练。该函数输入训练样本和测试样本s_trainSample、s_testSample并输出分类模型spectrumClassModel、多元散射校正光谱ideal Spectra以及数据归一化模型ps。该函数首先对训练样本和测试样本进行预处理，分别进行平滑，求1glO，求一阶导，多元散射校正最后归一化至[-1，I]区间，其中在进行多元散射校正和归一化时分别产生平均光谱样本ideal Spectra以及归一化模型ps，这两个变量后面也需要返回给主函数；
[0089]然后，将归一化后的训练样本s_trainNorm输入到svmtrain()函数中进行交叉验证(其中_v3表示将训练样本分成3部分)，其中不断改变惩罚参数c、g的值进行迭代，最终找到分类准确率最高的惩罚参数C、g作为最优惩罚参数optc、optg。然后将归一化后的训练样本8_1:瓜;[1^0；?!以及惩罚参数c、g输入svmtrain()函数中，核函数选线性核函数(svmtrain()的_t参数取2)训练出一个分类模型model。并使用svmpredict函数测试，将分类结果存入predict_label中，将分类准确率存入acc中，将分类概率存入prob中并输出分类器性能指标；
[0090]最后，将训练样本与测试样本一起输入svmtrainO中进行训练，惩罚参数取最优惩罚参数，并将输出的spectrumClassModel以及前面生成的和ps返回给主函数。主函数将它们保存在本地Mode 1.m文件中。其中，用户可以调用API函数app IyMode I ()使用由SpectrumCLassif icat1n_newData.m脚本训练好的模型，但调用API前必须保证SpectrumCLassif icat1n_newData.m运行了至少一次，使得本地生成了Model.m文件。
[0091]本发明提供的一种有机物的检测系统10，设计了结构灵活的手持光谱采集设备(即用户端手持扫描设备12)，可以实现固态有机物的漫反射光谱的快速采集和液态有机物的透射光谱的采集，利用云计算技术建立了检测分析云引擎(即云端服务器13)以及利用智能手机APP(即用户的通信终端11)提供了显示和操作界面，能对有机物质进行非接触式快速检测，进而提高了检测数学模型的可维护性和扩展性，降低了用户的使用成本，进一步简化了检测仪器的硬件和降低了成本，拓展了快速检测的应用范围。
[0092]本发明【具体实施方式】还提供一种有机物的检测方法，主要包括:
[0093]S11、利用用户的通信终端发送检测指令给用户端手持扫描设备；
[0094]S12、通过所述用户端手持扫描设备对有机物待检测样品进行光谱扫描，并将得到的样本数据发送至用户的通信终端；
[0095]S13、用户的通信终端将接收到的样本数据上传至云端服务器进行分析处理，并接收经过所述云端服务器分析处理后的结果。
[0096]本发明提供的一种有机物的检测方法，设计了结构灵活的手持光谱采集设备(SP用户端手持扫描设备12)，可以实现固态有机物的漫反射光谱的快速采集和液态有机物的透射光谱的采集，利用云计算技术建立了检测分析云引擎(即云端服务器13)以及利用智能手机APP(即用户的通信终端11)提供了显示和操作界面，能对有机物质进行非接触式快速检测，进而提高了检测数学模型的可维护性和扩展性，降低了用户的使用成本，进一步简化了检测仪器的硬件和降低了成本，拓展了快速检测的应用范围。
[0097]以下将对本发明所提供的一种有机物的检测方法进行详细说明。
[0098]请参阅图6，为本发明一实施方式中有机物的检测方法流程图。
[0099]在步骤Sll中，利用用户的通信终端发送检测指令给用户端手持扫描设备。
[0100]在本实施方式中，所述利用用户的通信终端发送检测指令给用户端手持扫描设备的步骤S11包括:
[0101]用户登录通信终端的检测APP界面；
[0102]通过按所述检测APP界面上的检测按钮发送检测指令给用户端手持扫描设备。
[0103]在本实施方式中，用户的通信终端11例如可以是用户的智能手机，而且在该智能手机中预装了手机应用软件(APP)，例如检测APP，因此，用户的通信终端11包括检测APP界面，用户登录所述检测APP界面，通过按所述检测APP界面上的检测按钮发送检测指令给用户端手持扫描设备12。
[0104]在本实施方式中，用户的通信终端11通过手机APP提供用户界面，可以在Android操作系统和1S操作系统这些平台上实现，而且本发明所涉及的检测APP界面主要包括登录页、首页、模型列表页面、建模页面和设置页面五个，如图2所示，在此不重复叙述。
[0105]在步骤S12中，通过所述用户端手持扫描设备对有机物待检测样品进行光谱扫描，并将得到的样本数据发送至用户的通信终端。
[0106]在本实施方式中，所述通过所述用户端手持扫描设备对有机物待检测样品进行光谱扫描，并将得到的样本数据发送至用户的通信终端的步骤S12包括:
[0107]通过所述用户端手持扫描设备的光谱采集模块对有机物待检测样品进行光谱扫描；
[0108]通过所述用户端手持扫描设备的低功耗蓝牙电路将得到的样本数据发送至用户的通信终端。
[0109]在步骤S13中，用户的通信终端将接收到的样本数据上传至云端服务器进行分析处理，并接收经过所述云端服务器分析处理后的结果。
[0110]在本实施方式中，所述用户的通信终端将接收到的样本数据上传至云端服务器进行分析处理，并接收经过所述云端服务器分析处理后的结果的步骤S13包括:
[0111]用户的通信终端接收预设数目的样本数据并将包括全部预设数目的样本数据封装成JSON数组格式，其中，预设数目为1024个，此数值可根据用户端手持扫描设备不同而进行相应修改；
[0112]用户的通信终端发送HTTP请求至所述云端服务器的超文本预处理网络接口模块；
[0113]所述云端服务器的超文本预处理网络接口模块根据所述HTTP请求接收用户的通信终端发送过来的全部样本数据，并判断数据格式是否符合格式要求；
[0114]如果数据格式符合格式要求，则调用所述云端服务器的MATLAB算法模块，并运行MATLAB以及执行检测算法；
[0115]所述云端服务器的MATLAB算法模块根据提前训练好的模型对全部样本数据进行分析，并将分析结果反馈给所述云端服务器的超文本预处理网络接口模块；
[0116]所述云端服务器的超文本预处理网络接口模块将分析结果发送至用户的通信终端。
[0117]本发明提供的一种有机物的检测方法，设计了结构灵活的手持光谱采集设备(SP用户端手持扫描设备12)，可以实现固态有机物的漫反射光谱的快速采集和液态有机物的透射光谱的采集，利用云计算技术建立了检测分析云引擎(即云端服务器13)以及利用智能手机APP(即用户的通信终端11)提供了显示和操作界面，能对有机物质进行非接触式快速检测，进而提高了检测数学模型的可维护性和扩展性，降低了用户的使用成本，进一步简化了检测仪器的硬件和降低了成本，拓展了快速检测的应用范围。
[0118]值得注意的是，上述实施例中，所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可;另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
[0119]另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述各实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，相应的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如R0M/RAM、磁盘或光盘等。
[0120]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种有机物的检测方法，其特征在于，所述检测方法包括: 利用用户的通信终端发送检测指令给用户端手持扫描设备； 通过所述用户端手持扫描设备对有机物待检测样品进行光谱扫描，并将得到的样本数据发送至用户的通信终端； 用户的通信终端将接收到的样本数据上传至云端服务器进行分析处理，并接收经过所述云端服务器分析处理后的结果。2.如权利要求1所述的有机物的检测方法，其特征在于，所述利用用户的通信终端发送检测指令给用户端手持扫描设备的步骤包括: 用户登录通信终端的检测APP界面； 通过按所述检测APP界面上的检测按钮发送检测指令给用户端手持扫描设备。3.如权利要求1所述的有机物的检测方法，其特征在于，所述通过所述用户端手持扫描设备对有机物待检测样品进行光谱扫描，并将得到的样本数据发送至用户的通信终端的步骤包括: 通过所述用户端手持扫描设备的光谱采集模块对有机物待检测样品进行光谱扫描； 通过所述用户端手持扫描设备的低功耗蓝牙电路将得到的样本数据发送至用户的通信终端。4.如权利要求1所述的有机物的检测方法，其特征在于，所述用户的通信终端将接收到的样本数据上传至云端服务器进行分析处理，并接收经过所述云端服务器分析处理后的结果的步骤包括: 用户的通信终端接收预设数目的样本数据并将包括全部预设数目的样本数据封装成JSON数组格式，其中，预设数目为1024个； 用户的通信终端发送HTTP请求至所述云端服务器的超文本预处理网络接口模块；所述云端服务器的超文本预处理网络接口模块根据所述HTTP请求接收用户的通信终端发送过来的全部样本数据，并判断数据格式是否符合格式要求； 如果数据格式符合格式要求，则调用所述云端服务器的MATLAB算法模块，并运行MATLAB以及执行检测算法； 所述云端服务器的MATLAB算法模块根据提前训练好的模型对全部样本数据进行分析，并将分析结果反馈给所述云端服务器的超文本预处理网络接口模块； 所述云端服务器的超文本预处理网络接口模块将分析结果发送至用户的通信终端。5.—种有机物的检测系统，其特征在于，所述检测系统包括:用户的通信终端、用户端手持扫描设备以及云端服务器，其中， 用户的通信终端，用于发送检测指令给用户端手持扫描设备； 用户端手持扫描设备，用于对有机物待检测样品进行光谱扫描，并将得到的样本数据发送至用户的通信终端，其中，用户的通信终端将接收到的样本数据上传至所述云端服务器进行分析处理； 所述云端服务器，用于接收用户的通信终端所上传的样本数据，并对所述样本数据进行分析处理，以及将分析处理的结果返回至用户的通信终端。6.如权利要求5所述的有机物的检测系统，其特征在于，所述用户的通信终端包括检测APP界面，用户登录所述检测APP界面，通过按所述检测APP界面上的检测按钮发送检测指令给所述用户端手持扫描设备。7.如权利要求5所述的有机物的检测系统，其特征在于，所述用户端手持扫描设备包括:光源驱动电路、光谱采集模块、控制电路、电脑通讯接口和低功耗蓝牙电路，其中， 所述光源驱动电路为所述用户端手持扫描设备的发光源提供驱动； 所述光谱采集模块，用于采集有机物待检测样品的光谱数据； 所述控制电路，用于连接并控制所述光源驱动电路、所述光谱采集模块、电脑通讯接口和低功耗蓝牙电路； 所述电脑通讯接口，用于与电脑通信连接； 所述低功耗蓝牙电路，用于实现与用户的通信终端进行通信。8.如权利要求5所述的有机物的检测系统，其特征在于，所述云端服务器包括:超文本预处理网络接口模块和MATLAB算法模块，其中， 所述用户的通信终端，还用于接收预设数目的样本数据并将包括全部预设数目的样本数据封装成JSON数组格式，并发送HTTP请求至所述超文本预处理网络接口模块，其中，预设数目为1024个； 所述超文本预处理网络接口模块，用于根据所述HTTP请求接收用户的通信终端发送过来的全部样本数据，并判断数据格式是否符合格式要求，如果数据格式符合格式要求，则调用所述云端服务器的MATLAB算法模块； 所述MATLAB算法模块，用于运行MATLAB以及执行检测算法，并根据提前训练好的模型对全部样本数据进行分析，并将分析结果反馈给所述超文本预处理网络接口模块； 其中，所述超文本预处理网络接口模块还用于将分析结果发送至用户的通信终端。9.如权利要求6所述的有机物的检测系统，其特征在于，所述云端服务器，还用于针对不同的有机物的检测建立专用的检测模型以形成云端模型库;所述用户的通信终端，还用于登录所述检测APP界面通过在所述云端模型库中选择下载或者购买相应的检测模型。
【文档编号】G01N21/359GK105973837SQ201610321203
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月13日
【发明人】付庆波, 崔来中
【申请人】深圳市比特原子科技有限公司