基于灰度变化的牛奶菌群检测系统分析与设计

论文摘要

我国现有的牛奶细菌总数检测技术存在检测周期长、操作复杂等缺点,并且大都是在实验室环境下进行的,对检测环境和操作人员的素质都有很高的要求。一些便携式检测仪器的出现虽然缩短了检测时间、简化了操作步骤,但是随之而来的是高额的购买成本以及检测费用,我国只有十家左右大型乳品企业有能力购买和使用。针对这种状况,本文基于嵌入式应用技术及计算机应用技术,在色差法的研究基础之上,探讨了一种基于灰度变化的检测方法,给出了基于灰度变化的牛奶细菌总数检测系统的分析与设计。本文将色差法进一步拓展,利用美兰作为指示剂,利用加入美兰后牛奶颜色所包含的灰度信息的变化量建立了牛奶细菌总数与灰度值之间的关系模型,试验表明利用灰度值建立的关系模型较之以前利用RGB值建立的模型具有更小的误差和更好的线性度。该系统在硬件平台的搭建中选用了目前比较先进的32位ARM处理器,较之以前所使用的8位单片机,处理速度有很大提高。软件设计中引入了嵌入式操作系统,将μC/OS-II移植到本系统中,减小了系统软件开发的难度,无论是中断处理的实时性还是系统的稳定性和可靠性都有很大的提高。此检测系统的设计从价格和检测时间两方面考虑,所针对的销售群体是广大的中小型乳制品企业,目的是为便于他们检测原料奶细菌总数,从而从源头上保障牛奶制品的质量,减少牛奶中毒事件的发生。从潜在的客户群来看,其有广阔的市场前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题的背景及意义
• 1.2 国内外牛奶细菌总数测量技术及仪器现状
• 1.3 本课题主要研究内容
• 第2章 细菌总数与灰度值变化之间的建模分析
• 2.1 影响系统的因素及解决方案
• 2.2 用灰度值建立牛奶细菌总数关系模型
• 2.2.1 利用灰度值建模的理论分析
• 2.2.2 最佳关系模型的选择
• 2.3 本章小结
• 第3章 牛奶细菌总数检测系统的硬件电路设计
• 3.1 硬件系统概述
• 3.2 测量系统的照明模块设计
• 3.3 测量系统的图像采集模块设计
• 3.3.1 电源部分设计
• 3.3.2 复位电路设计
• 3.3.3 JTAG 调试接口电路设计
• 3.3.4 系统存储系统设计
• 3.3.5 UART0 串行通信接口电路设计
• 3.3.6 图像传感器选型与外围电路设计
• 3.3.7 由LPC2210 和OV7620 构成的图像采集模块设计
• 3.4 USB 接口设计
• 3.5 硬件电路抗干扰设计
• 3.5.1 干扰源及其分类
• 3.5.2 抗干扰的一些措施
• 3.5.3 本系统采取的一些抗干扰措施
• 3.6 本章小结
• 第4章 牛奶细菌总数检测系统的软件设计
• 4.1 μC/OS-II 及其在LPC2210 上的移植
• 4.1.1 选择μC/OS-II 的原因
• 4.1.2 μC/OS-II 在LPC2210 上的移植
• 4.2 测量系统的固件程序设计
• 4.2.1 USB 固件程序设计
• 4.2.2 IIC 程序设计
• 4.3 系统的多任务设计
• 4.3.1 任务的划分原则
• 4.3.2 本系统任务的划分和优先级分配
• 4.4 上位机应用程序
• 4.4.1 动态连接库的设计
• 4.4.2 应用程序设计
• 4.4.3 应用程序界面说明
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢