[发明专利]食品安全现场检测设备

摘要

本发明公开了一种食品安全现场检测设备由控制器模块，电源管理模块，外部存储模块，光源模块、信号采集模块和输入输出模块组成。控制器模块通过矩阵键盘选择开启不同波长的光源，光源通过比色皿，比色皿中待检测的物质吸收部分光波，剩余光波照射到光电传感器上，光电传感器将光信号转换为电流信号，电流信号通过IV电路将电流信号转换为标准电压信号，控制器STM32F101内部集成的AD转换模块将电压信号转换为数字信号，通过控制器计算将浓度信息显示在液晶屏，同时保存在存储器模块。该设备可靠性强、成本低；体积小、便于携带。

主权项

食品安全现场检测设备由控制器模块，电源管理模块，外部存储模块，光源模块、信号采集模块和输入输出模块组成；控制器模块以STM32F101为核心；电源管理模块包括3.3V电源转换电路和5V电源转换电路；外部存储模块以存储芯片AT45DB161D为核心；光源模块包括波长不同的红光和蓝光光源电路；信号采集模块包括ST178光电传感器和IV转换电路；输入输出模块包括矩阵键盘和LCD1602液晶；控制器模块通过矩阵键盘选择开启不同波长的光源，光源通过比色皿，比色皿中待检测的物质吸收部分光波，剩余光波照射到光电传感器上，光电传感器将光信号转换为电流信号，电流信号通过IV电路将电流信号转换为标准电压信号，控制器STM32F101内部集成的AD转换模块将电压信号转换为数字信号，这些数字信息通过STM32F101处理后，通过控制器计算将浓度信息显示在液晶屏上，同时保存在存储器模块；所述的控制器模块电路由控制器U1 STM32F101、第一滤波电容C1、第二滤波电容C2、第三滤波电容C3、第四滤波电容C4、第一晶振Y1和第二晶振Y2组成；控制器U1 STM32F101的22引脚、50引脚、75引脚、100引脚、28引脚、11引脚与VDD3.3相连；控制器U1 STM32F101的49引脚、74引脚、99引脚、27引脚、10引脚相连并接地；控制器U1 STM32F101的12引脚、第一晶振Y1的一端与第一滤波电容C1的一端相连；控制器U1 STM32F101的13引脚、第一晶振Y1的另一端与第二滤波电容C2的一端相连；第一滤波电容C1的另一端与第二滤波电容C2的另一端相连并接地；控制器U1 STM32F101的9引脚、第二晶振Y2的一端与第三滤波电容C3的一端相连；控制器U1 STM32F101的8引脚、第二晶振Y2的另一端与第四滤波电容C4的一端相连；第三滤波电容C3的另一端与第四滤波电容C4的另一端相连并接地；所述的5V电压转换电路由12V锂电池、5V电压转换芯片U2 LM7805E、第五滤波电容C5、第六滤波电容C6、第一极性电容C7、第二极性电容C8和电源指示灯DS1组成；12V锂电池与VDD12相连；电压转换芯片U2 LM7805E的1引脚、第一极性电容C7的阳极、第五滤波电容C5的一端与VDD12相连；电压转换芯片U2 LM7805E的2引脚、第一极性电容C7的阴极、第五滤波电容C5的另一端、第六滤波电容C6的一端、第二极性电容C8的阴极与电源指示灯DS1的2引脚相连并接地；电压转换芯片U2 LM7805E的3引脚、第六滤波电容C6的另一端、第二极性电容C8的阳极、电源指示灯DS1的1引脚与VDD5.0相连；所述的3.3V电压转换电路由3.3V电压转换芯片U3 LM1117、第九滤波电容C9、第十一滤波电容C11、第三极性电容C10和第四极性电容C12组成；3.3V电压转换芯片U3 LM1117的3引脚、第九滤波电容C9的一端、第三极性电容C10的阳极与VDD5.0相连；3.3V电压转换芯片U3 LM1117的1引脚、第九滤波电容C9的另一端、第三极性电容C10的阴极、第四极性电容C12的阴极与第十一滤波电容C11的一端相连并接地；3.3V电压转换芯片U3 LM1117的2引脚、第四极性电容C12的阳极、第十一滤波电容C11的另一端与VDD3.3相连；所述的外部存储器模块电路由存储芯片U4 AT45DB161D、第一电阻R1、第二电阻R2组成；存储芯片U4 AT45DB161D的4引脚与控制器U1 STM32F101的SPI2_SS引脚相连；存储芯片U4 AT45DB161D的8引脚与控制器U1 STM32F101的SPI2_MISO引脚相连；存储芯片U4 AT45DB161D的1引脚与控制器U1 STM32F101的SPI2_MOSI引脚相连；存储芯片U4 AT45DB161D的2引脚与控制器U1 STM32F101的SPI2_SCK引脚相连；存储芯片U4 AT45DB161D的6引脚、第一电阻R1的一端、第二电阻R2的一端与VDD3.3相连；存储芯片U4 AT45DB161D的3引脚与第一电阻R1的另一端相连；存储芯片U4 AT45DB161D的5引脚、第二电阻R2的另一端与控制器U1 STM32F101的PB0引脚相连；存储芯片U4 AT45DB161D的7引脚接地；所述的光源模块包括第三电阻R3、第四电阻R4、第一三极管Q1、第二三极管Q2、红色LED灯DS2和蓝色LED灯DS3；第三电阻R3的一端、第四电阻R4的一端与VDD3.3相连；第三电阻R3的另一端与第一三极管Q1的1引脚相连；第一三极管Q1的2引脚与控制器U1 STM32F101的PE11引脚相连；第一三极管Q1的3引脚与红色LED灯DS2的1引脚相连；第二三极管Q2的2引脚与控制器U1 STM32F101的PE12引脚相连；第二三极管Q2的3引脚与蓝色LED灯DS3的1引脚相连；红色LED灯DS2的2引脚与蓝色LED灯DS3的2引脚相连并接地；所述的信号采集模块包括光电传感器U5 ST178、芯片U6A LM358、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8和第十三滤波电容C13组成；光电传感器U5 ST178的1引脚、4引脚与VDD5.0相连；光电传感器U5 ST178的2引脚与第六电阻R6的一端相连；第六电阻R6的另一端与第七电阻R7的一端相连并接地；光电传感器U5 ST178的3引脚、第七电阻R7的一端、第八电阻R8的一端、第十三滤波电容C13的一端与第五电阻R5的一端相连；第八电阻R8的另一端与第十三滤波电容C13的另一端相连并接地；第五电阻R5的另一端与芯片U6A LM358的2引脚相连；芯片U6A LM358的4引脚与VDD5.0相连；芯片U6A LM358的8引脚接地；芯片U6A LM358的3引脚、1引脚与控制器U1 STM32F101的ADC引脚相连；所述的输入输出模块包括第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3、第四开关S4、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14和液晶屏插口JP1 LCD1602；第一开关S1的一端、第三开关S3的一端、第十二电阻R12的一端与处理器U1 STM32F101的PD1引脚相连；第二开关S2的一端、第四开关S4的一端、第十三电阻R13的一端与处理器U1 STM32F101的PD0引脚相连；第一开关S1的另一端、第二开关S2的另一端、第九电阻R9的一端与处理器U1 STM32F101的PD2引脚相连；第三开关S3的另一端、第四开关S4的另一端、第十一电阻R11的一端与处理器U1 STM32F101的PD3引脚相连；第十二电阻R12的另一端与第十三电阻R13的另一端相连并接地；第九电阻R9的另一端、第十一电阻R11的另一端与VDD3.3相连；液晶屏插口JP1 LCD1602的1引脚接地；液晶屏插口JP1 LCD1602的2引脚、第十电阻R10的一端与VDD5.0相连；液晶屏插口JP1 LCD1602的3引脚、第十电阻R10的另一端与第十四电阻R14的一端相连；液晶屏插口JP1 LCD1602的4引脚与处理器U1 STM32F101的PE10引脚相连；液晶屏插口JP1 LCD1602的5引脚与处理器U1 STM32F101的PE9引脚相连；液晶屏插口JP1 LCD1602的6引脚与处理器U1 STM32F101的PE8引脚相连；液晶屏插口JP1 LCD1602的7引脚与处理器U1 STM32F101的PE7引脚相连；液晶屏插口JP1 LCD1602的8引脚与处理器U1 STM32F101的PE6引脚相连；液晶屏插口JP1 LCD1602的9引脚与处理器U1 STM32F101的PE5引脚相连；液晶屏插口JP1 LCD1602的10引脚与处理器U1 STM32F101的PE4引脚相连；液晶屏插口JP1 LCD1602的11引脚与处理器U1 STM32F101的PE3引脚相连；液晶屏插口JP1 LCD1602的12引脚与处理器U1 STM32F101的PE2引脚相连；液晶屏插口JP1 LCD1602的13引脚与处理器U1 STM32F101的PE1引脚相连；液晶屏插口JP1 LCD1602的14引脚与处理器U1 STM32F101的PE0引脚相连；液晶屏插口JP1 LCD1602的15引脚与第十四电阻R14的另一端相连并接地；液晶屏插口JP1 LCD1602的16引脚与VDD5.0相连。