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便携式三聚氰胺检测仪

阅读:610发布:2024-02-18

专利汇可以提供便携式三聚氰胺检测仪专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公布了一种便携式三聚氰胺检测仪,包括 控制器 模 块 、电源管理模块、通讯模块、 存储器 模块、 信号 采集模块、 光源 模块以及输入输出模块。控制器模块根据矩阵 键盘 的输入点亮LED, LED灯 发出的光波通过放有三聚氰胺的比色皿,部分光波被吸收,剩余光源照射到光电 传感器 上, 光电传感器 将 光信号 转换为 电压 信号,控制器根据内部集成的AD转换器,将该电压信号转化为 数字信号 ,并经过内部程序的处理,将浓度信息显示在 液晶 屏幕上。存储器模块用于存储该过程中的数据以便需要时调用;通讯模块中的RS232 接口 和JTAG接口用于与外部计算机之间传送数据。本发明体积小,成本低,携带方便,能完全适应日常生活使用。,下面是便携式三聚氰胺检测仪专利的具体信息内容。

1.便携式三聚氰胺检测仪,其特征在于:该检测仪包括控制器、电源管理模块、通讯模块、存储器模块、信号采集模块、光源模块以及输入输出模块;电源模块包括5V电压转换电路和3.3V电压转换电路;通讯模块包括JTAG接口和RS232串口转换电路;输入输出模块包括液晶接口电路和矩阵键盘;5V电源转换电路为液晶接口提供电源;3.3V电源转换电路为其余各个模块提供电源;光源模块采用超高亮LED灯,其波长范围较小,能够被三聚氰胺吸收;
控制器模块根据矩阵键盘的输入点亮该LED,LED灯发出的光波通过放有三聚氰胺的比色皿,部分光波被吸收,剩余光源照射到信号采集模块的光电传感器上,光电传感器光信号转换为电压信号,并将信号量发送到控制器,控制器根据内部集成的AD转换器,将电压信号转化为数字信号,并经过控制器内部程序的处理,将三聚氰胺的浓度值显示在外部液晶屏幕上;
存储器模块用于存储该过程中的数据以便需要时调用;通讯模块中的RS232接口和JTAG接口用于与外部计算机之间传送数据;
所述的控制器模块包括处理器U1A STM32F103VBH6、第一晶振X1、第二晶振X2、第二电阻R2、第三电阻R3、第一单刀双掷开关SW1、第二单刀双掷开关SW2、第一滤波电容C1、第二滤波电容C2、第六滤波电容C6、第十滤波电容C10、第十一滤波电容C11、第十二滤波电容C12、第十三滤波电容C13、第十四滤波电容C14、第十五滤波电容C15;处理器U1A STM32F103VBH6的8引脚、第一晶振X1的一端和第一滤波电容C1的一端相连;处理器U1A STM32F103VBH6的9引脚、第一晶振X1的另一端和第二滤波电容C2的一端相连;第一滤波电容C1的另一端接地;第二滤波电容C2的另一端接地;处理器U1A STM32F103VBH6的12引脚、第二晶振X2的一端和第六滤波电容C6的一端相连;处理器U1A STM32F103VBH6的
13引脚、第二晶振X2的另一端和第十滤波电容C10的一端相连;第六滤波电容C6的另一端接地;第十滤波电容C10的另一端接地;处理器U1A STM32F103VBH6的37引脚与第二电阻R2的一端相连;第二电阻R2的另一端与第一单刀双掷开关SW1的2引脚相连;第一单刀双掷开关SW1的3引脚接地;第一单刀双掷开关SW1的1引脚与VDD3.3相连;处理器U1A STM32F103VBH6的94引脚与第三电阻R3的一端相连;第三电阻R3的另一端与第二单刀双掷开关SW2的2引脚相连;第二单刀双掷开关SW2的3引脚接地;第二单刀双掷开关SW2的
1引脚与VDD3.3相连;第十一滤波电容C11的一端、第十二滤波电容C12的一端、第十三滤波电容C13的一端、第十四滤波电容C14的一端、第十五滤波电容C15的一端与VDD3.3相连;第十一滤波电容C11的另一端、第十二滤波电容C12的另一端、第十三滤波电容C13的另一端、第十四滤波电容C14的另一端、第十五滤波电容C15另一端相连并接地;
所述的5V电压转换电路包括12V锂电池、电源管理芯片U2 LM2596S、第三极性电容C3、第四极性电容C4、第一电感L1、第一稳压二极管D1;电源管理芯片U2 LM2596S的1引脚、第三极性电容C3的阳极和VDD12相连;电源管理芯片U2 LM2596S的3引脚、5引脚、第三极性电容C3的阴极、第一稳压二极管D1的阳极、第四极性电容C4的阴极相连并接地;电源管理芯片U2 LM2596S的2引脚、第一稳压二极管D1的阴极和第一电感L1的一端相连;电源管理芯片U2 LM2596S的4引脚、第一电感L1的另一端、第四极性电容C4的阳极与VDD5.0相连;
所述的3.3V电压转换电路包括U4 LD1086D2M33、第七极性电容C7、第八极性电容C8、第九滤波电容C9;U4 LD1086D2M33DE 1引脚、第七极性电容C7的阴极、第八极性电容C8的阴极与第九滤波电容C9的一端相连并接地;U4 LD1086D2M33DE 2引脚、第八极性电容C8的阳极、第九滤波电容C9的另一端与VDD3.3相连;U4 LD1086D2M33DE 3引脚、第七极性电容C7的阳极与VDD5.0相连;
通讯模块包括Jtag接口电路和RS232电平转换电路;
所述的Jtag接口电路包括Jtag接口CON1、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17;第十三电阻R13的一端、第十四电阻R14的一端、第十五电阻R15的一端、第十六电阻R16的一端、Jtag接口CON1的1引脚、2引脚与VDD3.3相连;第十六电阻R16的另一端、第十七电阻R17的一端、Jtag接口CON1的3引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PB4引脚相连;Jtag接口CON1的4引脚与第十七电阻R17的另一端相连;第十五电阻R15的另一端、Jtag接口CON1的5引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PA15引脚相连;第十四电阻R14的另一端、Jtag接口CON1的7引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PA13引脚相连;第十三电阻R13的另一端、Jtag接口CON1的
9引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PA14引脚相连;Jtag接口CON1的6引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PB3引脚相连;Jtag接口CON1的8引脚、10引脚相连并接地;
所述的RS232电平转换电路包括电平转换芯片U6 MAX3232、第十九滤波电容C19、第二十滤波电容C20、第二十一滤波电容C21、第二十二滤波电容C22和串口COM1;电平转换芯片U6 MAX3232的7引脚、8引脚、9引脚、10引脚架空;电平转换芯片U6 MAX3232的16引脚与VDD3.3相连;电平转换芯片U6 MAX3232的1引脚与第十九滤波电容C19的一端相连;电平转换芯片U6 MAX3232的3引脚与第十九滤波电容C19的另一端相连;电平转换芯片U6 MAX3232的4引脚与第二十二滤波电容C22的一端相连;电平转换芯片U6 MAX3232的5引脚与第二十二滤波电容C22的另一端相连;电平转换芯片U6 MAX3232的2引脚与第二十一滤波电容C21的一端相连;电平转换芯片U6 MAX3232的6引脚与第二十滤波电容C20的一端相连;电平转换芯片U6 MAX3232的15引脚、第二十一滤波电容C21的另一端、第二十滤波电容C20的另一端相连并接地;电平转换芯片U6 MAX3232的11引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PA2引脚相连;电平转换芯片U6 MAX3232的12引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PA3引脚相连;电平转换芯片U6 MAX3232的14引脚与COM1的2引脚相连;电平转换芯片U6 MAX3232的13引脚与COM1的3引脚相连;COM1的5引脚接地;COM1的其余引脚架空;
所述的光源模块包括第一电阻R1、三极管Q1、led灯DS1;第一电阻R1的一端与VDD3.3相连;第一电阻R1的另一端与三极管Q1的1引脚相连;处理器U1A STM32F103VBH6的PA8引脚与三极管Q1的2引脚相连;led灯DS1的1引脚与三极管Q1的3引脚相连;led灯DS1的2引脚接地;
所述的信号采集模块包括光电传感器U3 OTP101、第八滤波电容C8;光电传感器U3 OTP101的1引脚、第八滤波电容C8的一端与VDD3.3相连;第八滤波电容C8的另一端与光电传感器U3 OTP101的3引脚相连并接地;光电传感器U3 OTP101的4引脚、5引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PA0引脚相连;光电传感器U3 OTP101的8引脚接地;光电传感器U3 OTP101的2引脚、6引脚架空;
所述的存储器模块包括存储芯片U5 AT45DB161D、第四电阻R4、第五电阻R5、第十六滤波电容C16;存储芯片U5 AT45DB161D的1引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PA7引脚相连;存储芯片U5 AT45DB161D的2引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PA5引脚相连;
存储芯片U5 AT45DB161D的4引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PA4引脚相连;存储芯片U5 AT45DB161D的8引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PA6引脚相连;存储芯片U5 AT45DB161D的7引脚接地;存储芯片U5 AT45DB161D的6引脚、第四电阻R4的一端、第五电阻R5的一端、第十六滤波电容C16的一端与VDD3.3相连;存储芯片U5 AT45DB161D的3引脚与第四电阻R4的另一端相连;存储芯片U5 AT45DB161D的5引脚、第五电阻R5的另一端与处理器U1A STM32F103VBH6的PA1引脚相连;第十六滤波电容C16的另一端接地;
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、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十七滤波电容C17,第十八滤波电容C18和液晶屏插口JP1;第一开关S1的一端、第三开关S3的一端、第十电阻R10的一端与处理器U1A STM32F103VBH6的PD12引脚相连;第二开关S2的一端、第四开关S4的一端、第十一电阻R11的一端与处理器U1A STM32F103VBH6的PD11引脚相连;第一开关S1的另一端、第二开关S2的另一端、第七电阻R7的一端与处理器U1A STM32F103VBH6的PD13引脚相连;第三开关S3的另一端、第四开关S4的另一端、第八电阻R8的一端与处理器U1A STM32F103VBH6的PD14引脚相连;第十电阻R10的另一端、第十一电阻R11的另一端与第十八滤波电容C18的一端相连并接地;第七电阻R7的另一端、第八电阻R8的另一端、第十八滤波电容C18的另一端与VDD3.3相连;
液晶插口JP1的1引脚接地;液晶插口JP1的2引脚、第六电阻R6的一端、第十七滤波电容C17的一端与VDD5.0相连;液晶插口JP1的3引脚、第六电阻R6的另一端和第九电阻R9的一端相连;液晶插口JP1的4引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PD10引脚相连;
液晶插口JP1的5引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PD9引脚相连;液晶插口JP1的6引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PD8引脚相连;液晶插口JP1的7引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PD7引脚相连;液晶插口JP1的8引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PD6引脚相连;液晶插口JP1的9引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PD5引脚相连;液晶插口JP1的10引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PD4引脚相连;液晶插口JP1的11引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PD3引脚相连;液晶插口JP1的12引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PD2引脚相连;液晶插口JP1的13引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PD1引脚相连;液晶插口JP1的14引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PD0引脚相连;液晶插口JP1的15引脚、第九电阻R9的另一端与第十七滤波电容C17的另一端相连并接地;
液晶插口JP1的16引脚与VDD5.0。

说明书全文

便携式三聚氰胺检测仪

技术领域

[0001] 本发明属于嵌入式系统技术领域,具体涉及一种便携式三聚氰胺检测仪。

背景技术

[0002] 三聚氰胺是一种含氮的化工原料,广泛应用与涂料、塑料,粘合剂,纺织、造纸等工业生产中,它是一种有毒有害的化学物质,对人体的危害极大,尤其是对人体肾功能,极易导致肾功能衰竭。三聚氰胺污染在国内非常严重,尤其是在乳制品行业,如果在奶粉中掺入三聚氰胺极易导致婴儿肾结石,甚至死亡。河北石家庄三鹿“毒奶粉”事件导致全国许多婴儿患上肾结石,甚至发生死亡病例,引起了全国和全世界的震惊。国家质检总局对全国109家乳品企业进行检验,有22家婴幼儿奶粉生产企业检测出了不同含量的三聚氰胺,由此可见,三聚氰胺的防治问题已经刻不容缓。现有的三聚氰胺检测仪器主要有两种,一种是采用液相色谱法和酶联免疫吸附法这两种方法建立,采用这两种方法建立的仪器,能进行定量、定性的测量,但是仪器价格非常昂贵,体积较大,只适合在实验室使用,而且需要专业人员使用;另一种是基于胶体金免疫层析技术的胶体金速测卡,该方法能做到定性判断但无法完成定量检测。

发明内容

[0003] 本发明是针对当前三聚氰胺检测仪的不足,提出了一种基于分光光度法原理的便携式三聚氰胺检测仪。
[0004] 分光光度法是通过测定被测物质在特定波长处或一定波长范围内光的吸光度,对该物质进行定性和定量分析的方法。
[0005] 本发明包括控制器、电源管理模块、通讯模块、存储器模块、信号采集模块、光源模块以及输入输出模块。电源模块包括5V电压转换电路和3.3V电压转换电路;通讯模块包括JTAG接口和RS232串口转换电路;输入输出模块包括液晶接口电路和矩阵键盘。5V电源转换电路为液晶接口提供电源;3.3V电源转换电路为其余各个模块提供电源。光源模块采用超高亮LED灯,其波长范围较小,能够被三聚氰胺吸收。控制器模块根据矩阵键盘的输入点亮该LED,LED灯发出的光波通过放有三聚氰胺的比色皿,部分光波被吸收,剩余光源照射到信号采集模块的光电传感器上,光电传感器光信号转换为电压信号,并将信号量发送到控制器,控制器根据内部集成的AD转换器,将电压信号转化为数字信号,并经过控制器内部程序的处理,将三聚氰胺的浓度值显示在外部液晶屏幕上。存储器模块用于存储该过程中的数据以便需要时调用;通讯模块中的RS232接口和JTAG接口用于与外部计算机之间传送数据。
[0006] 所述的控制器模块包括处理器U1A STM32F103VBH6、第一晶振X1、第二晶振X2、第二电阻R2、第三电阻R3、第一单刀双掷开关SW1、第二单刀双掷开关SW2、第一滤波电容C1、第二滤波电容C2、第六滤波电容C6、第十滤波电容C10、第十一滤波电容C11、第十二滤波电容C12、第十三滤波电容C13、第十四滤波电容C14、第十五滤波电容C15。处理器U1A STM32F103VBH6的8引脚、第一晶振X1的一端和第一滤波电容C1的一端相连;处理器U1A STM32F103VBH6的9引脚、第一晶振X1的另一端和第二滤波电容C2的一端相连;第一滤波电容C1的另一端接地;第二滤波电容C2的另一端接地;处理器U1A STM32F103VBH6的12引脚、第二晶振X2的一端和第六滤波电容C6的一端相连;处理器U1A STM32F103VBH6的13引脚、第二晶振X2的另一端和第十滤波电容C10的一端相连;第六滤波电容C6的另一端接地;第十滤波电容C10的另一端接地;处理器U1A STM32F103VBH6的37引脚与第二电阻R2的一端相连;第二电阻R2的另一端与第一单刀双掷开关SW1的2引脚相连;第一单刀双掷开关SW1的3引脚接地;第一单刀双掷开关SW1的1引脚与VDD3.3相连;处理器U1A STM32F103VBH6的94引脚与第三电阻R3的一端相连;第三电阻R3的另一端与第二单刀双掷开关SW2的2引脚相连;第二单刀双掷开关SW2的3引脚接地;第二单刀双掷开关SW2的
1引脚与VDD3.3相连;第十一滤波电容C11的一端、第十二滤波电容C12的一端、第十三滤波电容C13的一端、第十四滤波电容C14的一端、第十五滤波电容C15的一端与VDD3.3相连;第十一滤波电容C11的另一端、第十二滤波电容C12的另一端、第十三滤波电容C13的另一端、第十四滤波电容C14的另一端、第十五滤波电容C15另一端相连并接地。
[0007] 所述的5V电压转换电路包括12V锂电池、电源管理芯片U2 LM2596S、第三极性电容C3、第四极性电容C4、第一电感L1、第一稳压二极管D1。电源管理芯片U2 LM2596S的1引脚、第三极性电容C3的阳极和VDD12相连;电源管理芯片U2 LM2596S的3引脚、5引脚、第三极性电容C3的阴极、第一稳压二极管D1的阳极、第四极性电容C4的阴极相连并接地;电源管理芯片U2 LM2596S的2引脚、第一稳压二极管D1的阴极和第一电感L1的一端相连;电源管理芯片U2 LM2596S的4引脚、第一电感L1的另一端、第四极性电容C4的阳极与VDD5.0相连。
[0008] 所述的3.3V电压转换电路包括U4 LD1086D2M33、第七极性电容C7、第八极性电容C8、第九滤波电容C9。U4 LD1086D2M33DE 1引脚、第七极性电容C7的阴极、第八极性电容C8的阴极与第九滤波电容C9的一端相连并接地;U4 LD1086D2M33DE 2引脚、第八极性电容C8的阳极、第九滤波电容C9的另一端与VDD3.3相连;U4 LD1086D2M33DE 3引脚、第七极性电容C7的阳极与VDD5.0相连。
[0009] 通讯模块包括Jtag接口电路和RS232电平转换电路。
[0010] 所述的Jtag接口电路包括Jtag接口CON1、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17。第十三电阻R13的一端、第十四电阻R14的一端、第十五电阻R15的一端、第十六电阻R16的一端、Jtag接口CON1的1引脚、2引脚与VDD3.3相连;第十六电阻R16的另一端、第十七电阻R17的一端、Jtag接口CON1的3引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PB4引脚相连;Jtag接口CON1的4引脚与第十七电阻R17的另一端相连;第十五电阻R15的另一端、Jtag接口CON1的5引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PA15引脚相连;第十四电阻R14的另一端、Jtag接口CON1的7引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PA13引脚相连;第十三电阻R13的另一端、Jtag接口CON1的9引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PA14引脚相连;Jtag接口CON1的6引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PB3引脚相连;Jtag接口CON1的8引脚、10引脚相连并接地。
[0011] 所述的RS232电平转换电路包括电平转换芯片U6 MAX3232、第十九滤波电容C19、第二十滤波电容C20、第二十一滤波电容C21、第二十二滤波电容C22和串口COM1。电平转换芯片U6 MAX3232的7引脚、8引脚、9引脚、10引脚架空;电平转换芯片U6 MAX3232的16引脚与VDD3.3相连;电平转换芯片U6 MAX3232的1引脚与第十九滤波电容C19的一端相连;电平转换芯片U6 MAX3232的3引脚与第十九滤波电容C19的另一端相连;电平转换芯片U6 MAX3232的4引脚与第二十二滤波电容C22的一端相连;电平转换芯片U6 MAX3232的5引脚与第二十二滤波电容C22的另一端相连;电平转换芯片U6 MAX3232的2引脚与第二十一滤波电容C21的一端相连;电平转换芯片U6 MAX3232的6引脚与第二十滤波电容C20的一端相连;电平转换芯片U6 MAX3232的15引脚、第二十一滤波电容C21的另一端、第二十滤波电容C20的另一端相连并接地;电平转换芯片U6 MAX3232的11引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PA2引脚相连;电平转换芯片U6 MAX3232的12引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PA3引脚相连;电平转换芯片U6 MAX3232的14引脚与COM1的2引脚相连;电平转换芯片U6 MAX3232的13引脚与COM1的3引脚相连;COM1的5引脚接地;COM1的其余引脚架空。
[0012] 所述的光源模块包括第一电阻R1、三极管Q1、led灯DS1。第一电阻R1的一端与VDD3.3相连;第一电阻R1的另一端与三极管Q1的1引脚相连;处理器U1A STM32F103VBH6的PA8引脚与三极管Q1的2引脚相连;led灯DS1的1引脚与三极管Q1的3引脚相连;led灯DS1的2引脚接地。
[0013] 所述的信号采集模块包括光电传感器U3 OTP101、第八滤波电容C8。光电传感器U3 OTP101的1引脚、第八滤波电容C8的一端与VDD3.3相连;第八滤波电容C8的另一端与光电传感器U3 OTP101的3引脚相连并接地;光电传感器U3 OTP101的4引脚、5引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PA0引脚相连;光电传感器U3 OTP101的8引脚接地;光电传感器U3 OTP101的2引脚、6引脚架空。
[0014] 所述的存储器模块包括存储芯片U5 AT45DB161D、第四电阻R4、第五电阻R5、第十六滤波电容C16。存储芯片U5 AT45DB161D的1引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PA7引脚相连;存储芯片U5 AT45DB161D的2引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PA5引脚相连;存储芯片U5 AT45DB161D的4引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PA4引脚相连;存储芯片U5 AT45DB161D的8引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PA6引脚相连;存储芯片U5 AT45DB161D的7引脚接地;存储芯片U5 AT45DB161D的6引脚、第四电阻R4的一端、第五电阻R5的一端、第十六滤波电容C16的一端与VDD3.3相连;存储芯片U5 AT45DB161D的3引脚与第四电阻R4的另一端相连;存储芯片U5 AT45DB161D的5引脚、第五电阻R5的另一端与处理器U1A STM32F103VBH6的PA1引脚相连;第十六滤波电容C16的另一端接地。
[0015] 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、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十七滤波电容C17,第十八滤波电容C18和液晶屏插口JP1。第一开关S1的一端、第三开关S3的一端、第十电阻R10的一端与处理器U1A STM32F103VBH6的PD12引脚相连;第二开关S2的一端、第四开关S4的一端、第十一电阻R11的一端与处理器U1A STM32F103VBH6的PD11引脚相连;第一开关S1的另一端、第二开关S2的另一端、第七电阻R7的一端与处理器U1A STM32F103VBH6的PD13引脚相连;第三开关S3的另一端、第四开关S4的另一端、第八电阻R8的一端与处理器U1A STM32F103VBH6的PD14引脚相连;第十电阻R10的另一端、第十一电阻R11的另一端与第十八滤波电容C18的一端相连并接地;第七电阻R7的另一端、第八电阻R8的另一端、第十八滤波电容C18的另一端与VDD3.3相连。液晶插口JP1的1引脚接地;液晶插口JP1的2引脚、第六电阻R6的一端、第十七滤波电容C17的一端与VDD5.0相连;液晶插口JP1的3引脚、第六电阻R6的另一端和第九电阻R9的一端相连;液晶插口JP1的4引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PD10引脚相连;液晶插口JP1的5引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PD9引脚相连;液晶插口JP1的6引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PD8引脚相连;液晶插口JP1的7引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PD7引脚相连;液晶插口JP1的8引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PD6引脚相连;液晶插口JP1的9引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PD5引脚相连;液晶插口JP1的10引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PD4引脚相连;液晶插口JP1的11引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PD3引脚相连;液晶插口JP1的12引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PD2引脚相连;液晶插口JP1的13引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PD1引脚相连;液晶插口JP1的14引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PD0引脚相连;液晶插口JP1的15引脚、第九电阻R9的另一端与第十七滤波电容C17的另一端相连并接地;液晶插口JP1的16引脚与VDD5.0。
[0016] 本发明的有益效果:本发明的检测仪体积小携带方便,能够定性、定量的对三聚氰胺的浓度进行检测;同时,该设备采用嵌入式技术,系统功耗低,操作简单,价格便宜。该设备具有采集、处理、保存和在线显示等功能,能够充分满足普通家庭的需要。
[0017] 附图说明。
[0018] 图1为本发明的硬件结构示意图。
[0019] 图2为本发明的主要检测流程图
[0020] 图3为本发明的控制模块电路原理图。
[0021] 图4为本发明的5V电压转换电路原理图。
[0022] 图5为本发明的3.3V电压转换电路原理图。
[0023] 图6为本发明的通讯模块中Jtag接口电路原理图。
[0024] 图7为本发明的通讯模块中电平转换电路原理图。
[0025] 图8为本发明的光源模块电路原理图。
[0026] 图9为本发明的信号采集模块电路原理图。
[0027] 图10为本发明的存储器模块电路原理图。
[0028] 图11为本发明的输入输出模块电路原理图。

具体实施方式

[0029] 下面结合附图对本发明中各个模块做具体的说明。
[0030] 如图1所示,本发明包括控制器模块1、电源管理模块2、通讯模块3、光源模块4、信号采集模块5、存储器模块6以及输入输出模块7。电源模块包括5V电压转换电路2-2和3.3V电压转换电路2-1;通讯模块3包括JTAG接口电路3-1和RS232串口转换电路3-2;
输入输出模块7包括液晶接口电路7-1和矩阵键盘7-2。5V电源转换电路2-2为液晶接口电路7-1提供电源;3.3V电源转换电路为其余各个模块提供电源。光源模块4采用超高亮LED灯,其波长范围较小,控制器模块1根据矩阵键盘7-2的输入点亮该LED,LED灯发出的光波通过放有三聚氰胺的比色皿,部分光波被吸收,剩余光源照射到信号采集模块5的光电传感器上,光电传感器将光信号转换为电压信号,并将信号量发送到控制器,控制器根据内部集成的AD转换器,将电压信号转化为数字信号,并经过控制器内部程序的处理,将三聚氰胺的值显示在外部液晶上。存储器模块6用于存储该过程中的数据以便需要是调用;
通讯模块3中的RS232接口和JTAG接口用于与外部计算机之间传送数据。
[0031] 如图2所示,本发明中选取波长范围固定的超过高亮LED,并采用直插是封装,光源的基本流程:光源直接照射比色皿中的溶液,光源通过比色皿溶液后,部分光源被吸收,还有一部分光源直接照射在光电传感器上,光电传感器将这部分光源的信息发送到控制器。控制器通过计算得出吸收的光波的量从而计算浓度。
[0032] 如图3所示,所述的控制器模块包括处理器U1A STM32F103VBH6、第一晶振X1、第二晶振X2、第二电阻R2、第三电阻R3、第一单刀双掷开关SW1、第二单刀双掷开关SW2、第一滤波电容C1、第二滤波电容C2、第六滤波电容C6、第十滤波电容C10、第十一滤波电容C11、第十二滤波电容C12、第十三滤波电容C13、第十四滤波电容C14、第十五滤波电容C15。处理器U1A STM32F103VBH6的8引脚、第一晶振X1的一端和第一滤波电容C1的一端相连;处理器U1A STM32F103VBH6的9引脚、第一晶振X1的另一端和第二滤波电容C2的一端相连;第一滤波电容C1的另一端接地;第二滤波电容C2的另一端接地;处理器U1A STM32F103VBH6的12引脚、第二晶振X2的一端和第六滤波电容C6的一端相连;处理器U1A STM32F103VBH6的13引脚、第二晶振X2的另一端和第十滤波电容C10的一端相连;第六滤波电容C6的另一端接地;第十滤波电容C10的另一端接地;处理器U1A STM32F103VBH6的37引脚与第二电阻R2的一端相连;第二电阻R2的另一端与第一单刀双掷开关SW1的2引脚相连;第一单刀双掷开关SW1的3引脚接地;第一单刀双掷开关SW1的1引脚与VDD3.3相连;处理器U1A STM32F103VBH6的94引脚与第三电阻R3的一端相连;第三电阻R3的另一端与第二单刀双掷开关SW2的2引脚相连;第二单刀双掷开关SW2的3引脚接地;第二单刀双掷开关SW2的1引脚与VDD3.3相连;第十一滤波电容C11的一端、第十二滤波电容C12的一端、第十三滤波电容C13的一端、第十四滤波电容C14的一端、第十五滤波电容C15的一端与VDD3.3相连;第十一滤波电容C11的另一端、第十二滤波电容C12的另一端、第十三滤波电容C13的另一端、第十四滤波电容C14的另一端、第十五滤波电容C15另一端相连并接地。
[0033] 如图4所示,所述的5V电压转换电路包括12V锂电池、电源管理芯片U2 LM2596S、第三极性电容C3、第四极性电容C4、第一电感L1、第一稳压二极管D1。电源管理芯片U2 LM2596S的1引脚、第三极性电容C3的阳极和VDD12相连;电源管理芯片U2 LM2596S的3引脚、5引脚、第三极性电容C3的阴极、第一稳压二极管D1的阳极、第四极性电容C4的阴极相连并接地;电源管理芯片U2 LM2596S的2引脚、第一稳压二极管D1的阴极和第一电感L1的一端相连;电源管理芯片U2 LM2596S的4引脚、第一电感L1的另一端、第四极性电容C4的阳极与VDD5.0相连。
[0034] 如图5所示,所述的3.3V电压转换电路包括U4 LD1086D2M33、第七极性电容C7、第八极性电容C8、第九滤波电容C9。U4 LD1086D2M33DE 1引脚、第七极性电容C7的阴极、第八极性电容C8的阴极与第九滤波电容C9的一端相连并接地;U4 LD1086D2M33DE 2引脚、第八极性电容C8的阳极、第九滤波电容C9的另一端与VDD3.3相连;U4 LD1086D2M33DE 3引脚、第七极性电容C7的阳极与VDD5.0相连。
[0035] 通讯模块包括Jtag接口电路和RS232电平转换电路。
[0036] 如图6所示,所述的Jtag接口电路包括Jtag接口CON1、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17。第十三电阻R13的一端、第十四电阻R14的一端、第十五电阻R15的一端、第十六电阻R16的一端、Jtag接口CON1的1引脚、2引脚与VDD3.3相连;第十六电阻R16的另一端、第十七电阻R17的一端、Jtag接口CON1的3引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PB4引脚相连;Jtag接口CON1的4引脚与第十七电阻R17的另一端相连;第十五电阻R15的另一端、Jtag接口CON1的5引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PA15引脚相连;第十四电阻R14的另一端、Jtag接口CON1的
7引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PA13引脚相连;第十三电阻R13的另一端、Jtag接口CON1的9引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PA14引脚相连;Jtag接口CON1的6引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PB3引脚相连;Jtag接口CON1的8引脚、10引脚相连并接地。
[0037] 如图7所示,所述的RS232电平转换电路包括电平转换芯片U6 MAX3232、第十九滤波电容C19、第二十滤波电容C20、第二十一滤波电容C21、第二十二滤波电容C22和串口COM1。电平转换芯片U6 MAX3232的7引脚、8引脚、9引脚、10引脚架空;电平转换芯片U6 MAX3232的16引脚与VDD3.3相连;电平转换芯片U6 MAX3232的1引脚与第十九滤波电容C19的一端相连;电平转换芯片U6 MAX3232的3引脚与第十九滤波电容C19的另一端相连;电平转换芯片U6 MAX3232的4引脚与第二十二滤波电容C22的一端相连;电平转换芯片U6 MAX3232的5引脚与第二十二滤波电容C22的另一端相连;电平转换芯片U6 MAX3232的2引脚与第二十一滤波电容C21的一端相连;电平转换芯片U6 MAX3232的6引脚与第二十滤波电容C20的一端相连;电平转换芯片U6 MAX3232的15引脚、第二十一滤波电容C21的另一端、第二十滤波电容C20的另一端相连并接地;电平转换芯片U6 MAX3232的11引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PA2引脚相连;电平转换芯片U6 MAX3232的12引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PA3引脚相连;电平转换芯片U6 MAX3232的14引脚与COM1的2引脚相连;电平转换芯片U6 MAX3232的13引脚与COM1的3引脚相连;COM1的5引脚接地;
COM1的其余引脚架空。
[0038] 如图8所示,所述的光源模块包括第一电阻R1、三极管Q1、led灯DS1。第一电阻R1的一端与VDD3.3相连;第一电阻R1的另一端与三极管Q1的1引脚相连;处理器U1A STM32F103VBH6的PA8引脚与三极管Q1的2引脚相连;led灯DS1的1引脚与三极管Q1的3引脚相连;led灯DS1的2引脚接地。
[0039] 如图9所示,所述的信号采集模块包括光电传感器U3 OTP101、第八滤波电容C8。光电传感器U3 OTP101的1引脚、第八滤波电容C8的一端与VDD3.3相连;第八滤波电容C8的另一端与光电传感器U3 OTP101的3引脚相连并接地;光电传感器U3 OTP101的4引脚、5引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PA0引脚相连;光电传感器U3 OTP101的8引脚接地;光电传感器U3 OTP101的2引脚、6引脚架空。
[0040] 如图10所示,所述的存储器模块包括存储芯片U5 AT45DB161D、第四电阻R4、第五电阻R5、第十六滤波电容C16。存储芯片U5 AT45DB161D的1引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PA7引脚相连;存储芯片U5 AT45DB161D的2引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PA5引脚相连;存储芯片U5 AT45DB161D的4引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PA4引脚相连;存储芯片U5 AT45DB161D的8引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PA6引脚相连;存储芯片U5 AT45DB161D的7引脚接地;存储芯片U5 AT45DB161D的6引脚、第四电阻R4的一端、第五电阻R5的一端、第十六滤波电容C16的一端与VDD3.3相连;存储芯片U5 AT45DB161D的3引脚与第四电阻R4的另一端相连;存储芯片U5 AT45DB161D的5引脚、第五电阻R5的另一端与处理器U1A STM32F103VBH6的PA1引脚相连;第十六滤波电容C16的另一端接地。
[0041] 如图11所示,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、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十七滤波电容C17,第十八滤波电容C18和液晶屏插口JP1。第一开关S1的一端、第三开关S3的一端、第十电阻R10的一端与处理器U1A STM32F103VBH6的PD12引脚相连;第二开关S2的一端、第四开关S4的一端、第十一电阻R11的一端与处理器U1A STM32F103VBH6的PD11引脚相连;第一开关S1的另一端、第二开关S2的另一端、第七电阻R7的一端与处理器U1A STM32F103VBH6的PD13引脚相连;第三开关S3的另一端、第四开关S4的另一端、第八电阻R8的一端与处理器U1A STM32F103VBH6的PD14引脚相连;第十电阻R10的另一端、第十一电阻R11的另一端与第十八滤波电容C18的一端相连并接地;第七电阻R7的另一端、第八电阻R8的另一端、第十八滤波电容C18的另一端与VDD3.3相连。液晶插口JP1的1引脚接地;液晶插口JP1的2引脚、第六电阻R6的一端、第十七滤波电容C17的一端与VDD5.0相连;液晶插口JP1的3引脚、第六电阻R6的另一端和第九电阻R9的一端相连;液晶插口JP1的4引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PD10引脚相连;
液晶插口JP1的5引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PD9引脚相连;液晶插口JP1的6引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PD8引脚相连;液晶插口JP1的7引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PD7引脚相连;液晶插口JP1的8引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PD6引脚相连;液晶插口JP1的9引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PD5引脚相连;液晶插口JP1的10引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PD4引脚相连;液晶插口JP1的11引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PD3引脚相连;液晶插口JP1的12引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PD2引脚相连;液晶插口JP1的13引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PD1引脚相连;液晶插口JP1的14引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PD0引脚相连;液晶插口JP1的15引脚、第九电阻R9的另一端与第十七滤波电容C17的另一端相连并接地;
液晶插口JP1的16引脚与VDD5.0。
[0042] 便携式三聚氰胺检测仪的工作工程如下:光源模块采用特定超高亮LED灯,其波长范围较小,能够被三聚氰胺吸收。控制器模块根据矩阵键盘的输入点亮该LED,LED灯发出的光波通过放有三聚氰胺溶液的比色皿,部分光波被吸收,剩余光源照射到信号采集模块的光电传感器上,光电传感器将光信号转换为电压信号,并将信号量发送到控制器,控制器根据内部集成的AD转换器,将电压信号转化为数字信号,并经过控制器内部程序的处理,将三聚氰胺的浓度值显示在外部液晶屏幕上。
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