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基于TCS230果蔬稻米農(nóng)藥殘留檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2012-04-29 17:57:43張福軍黃爽劉坤
湖北農(nóng)業(yè)科學(xué) 2012年15期
關(guān)鍵詞:農(nóng)藥殘留顏色檢測(cè)

張福軍 黃爽 劉坤

摘要:針對(duì)如何實(shí)現(xiàn)果蔬稻米農(nóng)藥殘留度的檢測(cè)問(wèn)題,設(shè)計(jì)了以顏色傳感器TCS230和單片機(jī)C8051F310為核心的檢測(cè)系統(tǒng)。系統(tǒng)通過(guò)對(duì)TCS230顏色識(shí)別的結(jié)果,對(duì)比顏色數(shù)據(jù)與農(nóng)藥殘留程度數(shù)據(jù)庫(kù),查找出相應(yīng)的農(nóng)藥殘留度數(shù)據(jù),液晶顯示器HTG240160C和語(yǔ)音裝置給予用戶提示。系統(tǒng)開(kāi)機(jī)顯示待機(jī)畫面、當(dāng)前時(shí)間,鍵盤選擇“選項(xiàng)”和“檢測(cè)”功能菜單,完成系統(tǒng)設(shè)置或農(nóng)藥殘留檢測(cè)。測(cè)試結(jié)果表明,利用該系統(tǒng)完成的果蔬稻米農(nóng)藥殘留檢測(cè),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠,操作方便,易于掌握。

關(guān)鍵詞:農(nóng)藥殘留;顏色;檢測(cè);鍵盤選擇

中圖分類號(hào):TP368.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):0439-8114(2012)15-3349-03

Design of Pesticide Residue Detection System for Fruit,Vegetable and Rice Based

on TCS230

ZHANG Fu-jun1,HUANG Shuang2,LIU Kun1

(1.College of Information Technology, Heilongjiang Bayi Agricultural University, Daqing 163319, Heilongjiang, China;

2.Emerson Network Power Co., Ltd., Harbin 150001,China)

Abstract: The detection system with color sensors TCS230 and C8051F310 single-chip microcomputer as the core was designed for the pesticide residues detection problem in fruit, vegetable and rice. The results of TCS230 color identification test were compared to the color data and the degree of pesticide residue database, and the appropriate pesticide residue data was found. The reminders were given by the LCD monitor HTG240160C and voice device. The system boots shows standby screen and the current time. The options and testing function menu could be operated by keyboard to select, and complete system settings or pesticide residue. The experiment showed that the pesticide residue testing could be completed by this system, and it is simple structure, reliable, convenient operation and easy to master.

Key words: pesticide residues; color; detection; keyboard selection

隨著人們生活水平的不斷提高,健康已逐漸成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。但是水果、蔬菜、稻米等食品上的農(nóng)藥殘留嚴(yán)重威脅著人們的健康。因此設(shè)計(jì)出一款便攜式農(nóng)藥殘留檢測(cè)儀,能在幾分鐘內(nèi)鑒別出果蔬稻米中是否有殘余農(nóng)藥非常重要。

檢測(cè)儀以TCS230顏色傳感器和C8051F310單片機(jī)為核心,液晶顯示器HTG240160C顯示農(nóng)藥的殘留程度,若農(nóng)藥殘留超標(biāo)則給予語(yǔ)音報(bào)警提示,按鍵選擇被測(cè)對(duì)象的種類和測(cè)試精度的設(shè)置,系統(tǒng)還可以存儲(chǔ)檢測(cè)數(shù)據(jù),利用專用PC軟件自動(dòng)上傳數(shù)據(jù),PC管理和打印,方便高效[1]。

1TCS230顏色傳感器工作原理

TCS230是美國(guó)TAOS公司推出的可編程彩色光/頻率轉(zhuǎn)換器,是世界上第一個(gè)有數(shù)字兼容接口的RGB顏色傳感器。該轉(zhuǎn)換器輸出數(shù)字信號(hào),可以驅(qū)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)的TTL或CMOS電路,因此可直接與微處理器或其他邏輯電路相連接。TCS230能夠?qū)崿F(xiàn)每個(gè)彩色信道10位以上的轉(zhuǎn)換精度,因而不再需要A/D轉(zhuǎn)換器,使電路變得更簡(jiǎn)單。圖1是TCS230的引腳封裝和功能圖[2]。

圖1中,TCS230采用8引腳的SOIC表面貼裝式封裝,在單一芯片上集成有64個(gè)光電二極管。該傳感器的典型輸出頻率范圍為2 Hz~500 KHz,用戶還可以通過(guò)兩個(gè)可編程引腳來(lái)選擇100%、20%或2%的輸出比例因子,或電源關(guān)斷模式。輸出比例因子使傳感器的輸出能夠適應(yīng)不同的測(cè)量范圍,提高了它的適應(yīng)能力[3]。

S0、S1為輸出比例因子或電源關(guān)斷模式,S2、S3為濾波器類型的選擇(表1)。OE為頻率輸出使能,也可以片選信號(hào),低電平有效;OUT為頻率輸出。

當(dāng)入射光投到TCS230上時(shí),通過(guò)S2、S3的不同組合選擇不同的濾波器,經(jīng)過(guò)內(nèi)部轉(zhuǎn)換電路輸出不同頻率占空比為1/2的方波。不同頻率和光強(qiáng)對(duì)應(yīng)不同的頻率,選擇S0、S1的組合,選擇不同的輸出比例因子,對(duì)輸出頻率進(jìn)行微調(diào)[4]。C8051F310對(duì)TCS230輸出的頻率進(jìn)行測(cè)試后得到一定的數(shù)據(jù),再與基準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,從而確定收到光的顏色比例與強(qiáng)度。

2果蔬農(nóng)藥殘留檢測(cè)的原理

蔬菜、水果和稻米在生長(zhǎng)過(guò)程中使用的農(nóng)藥主要是有機(jī)磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥,這類農(nóng)藥能抑制昆蟲中樞和周圍神經(jīng)系統(tǒng)中特殊的酶——乙酰膽堿酯酶的活性,造成神經(jīng)傳導(dǎo)介質(zhì)乙酰膽堿的積累,影響正常的神經(jīng)傳導(dǎo)。系統(tǒng)正是應(yīng)用了這個(gè)原理,從昆蟲中提取乙酰膽堿酯酶與蔬菜、水果中的殘留農(nóng)藥萃取液進(jìn)行反應(yīng),農(nóng)藥殘留量越多酶的抑制率越高,通過(guò)檢測(cè)酶被抑制程度,來(lái)判斷農(nóng)藥殘留情況[5]。

利用檢測(cè)系統(tǒng)中的膽堿酯酶(白色粉末)可催化靛酚乙酸酯(紅色粉末)水解為乙酸與靛酚。由于有機(jī)磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥對(duì)膽堿酯酶的活性有抑制作用,使催化水解后的顯色發(fā)生改變。因此采用顏色傳感器TCS230測(cè)量顯色的不同,即可判斷樣品中有機(jī)磷或氨基甲酸酯類農(nóng)藥的殘留情況。

3硬件電路設(shè)計(jì)

圖2為果蔬農(nóng)藥殘留檢測(cè)系統(tǒng)的硬件電路原理圖,主要包括單片機(jī)C8051F310、顏色傳感器TCS230、液晶顯示器HTG240160C、日歷時(shí)鐘芯片PCF8563。C8051F系列單片機(jī)具有超低功耗、強(qiáng)大的處理能力、高性能模擬技術(shù)及豐富的片上外圍模塊、系統(tǒng)工作穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。P0.6控制頻率輸出;P0.1為頻率是輸出接收端,串行接收顏色數(shù)據(jù);P0.2、P0.3控制濾波器選擇;P0.4、P0.5控制輸出比例因子,設(shè)置C8051F310的定時(shí)器為外部計(jì)數(shù)方式。通過(guò)讀取計(jì)數(shù)器的數(shù)值確定TCS230的輸出頻率,并根據(jù)P0.2、P0.3、P0.4、P0.5的控制數(shù)據(jù)就可以確定R、G、B的顏色及強(qiáng)度,結(jié)合C8051F310內(nèi)部存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的農(nóng)藥殘留度與顏色的對(duì)比數(shù)據(jù),查找出農(nóng)藥的殘留程度數(shù)據(jù),送液晶顯示器顯示[6]。

液晶顯示器選用HTG240160C,該液晶是FSTN圖形點(diǎn)陣COG封裝、帶灰度顯示、可以顯示10行每行15個(gè)漢字(沒(méi)有考慮設(shè)置字與字之間的距離)、外形尺寸為77.4 mm×61.0 mm×2.8 mm、視域尺寸為73.4 mm×48.0 mm、驅(qū)動(dòng)芯片是ST7529、背光為LED、工作電壓為3.3 V,可顯示白底黑字和藍(lán)底白字。

系統(tǒng)開(kāi)機(jī)顯示當(dāng)前的日期與時(shí)間,即顯示年、月、星期、日、時(shí)、分、秒,因此擴(kuò)展了日歷時(shí)鐘芯片PCF8563,該芯片只有8?jìng)€(gè)引腳,采用I2C總線方式,所以硬件連接非常簡(jiǎn)單,PCF8563的外圍電路及與C8051F310的接口如圖2所示[7]。

4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

記錄儀的軟件系統(tǒng)由主程序和若干個(gè)子程序構(gòu)成,主程序調(diào)用各個(gè)子程序完成預(yù)定的功能。程序編寫時(shí)充分利用模塊化的設(shè)計(jì)方法,把握主程序框架,由“點(diǎn)”成“線”最后組成“面”的設(shè)計(jì)思路,充分發(fā)揮軟件優(yōu)勢(shì),從而設(shè)計(jì)出快速、高效的軟件系統(tǒng)。主程序流程圖如圖3。

系統(tǒng)開(kāi)機(jī)后顯示待機(jī)畫面,并顯示當(dāng)前時(shí)間,“選項(xiàng)”與“檢測(cè)”菜單共用戶選擇,“選項(xiàng)”菜單提供校準(zhǔn)當(dāng)前時(shí)間、查詢檢測(cè)記錄、更改測(cè)試精度、更改被測(cè)農(nóng)藥物種類等功能;“檢測(cè)”菜單提供對(duì)被測(cè)水果、蔬菜和稻米殘留農(nóng)藥的檢測(cè),并通過(guò)“結(jié)束”按鍵結(jié)束當(dāng)前被測(cè)對(duì)象的檢測(cè),系統(tǒng)重新顯示待機(jī)畫面。

若用戶按“檢測(cè)”菜單,系統(tǒng)完成對(duì)被測(cè)對(duì)象殘留農(nóng)藥的檢測(cè),并把測(cè)試結(jié)果送至HTG240160C液晶顯示器,這一過(guò)程是在鍵盤處理子程序中完成的,程序流程圖如圖4。

軟件設(shè)計(jì)中要求HTG240160C顯示16×16的點(diǎn)陣漢字格式、8×16和16×32的兩種點(diǎn)陣字符格式,還要顯示待機(jī)圖形、電池容量、日歷時(shí)鐘、坐標(biāo)系。此外,還要設(shè)置漢字、字符、圖形的顯示范圍、對(duì)顯示器進(jìn)行刷屏等操作。下面僅以顯示16×16的點(diǎn)陣漢字為例進(jìn)行介紹。

若正確顯示漢字,首先要得到這個(gè)漢字的字模,可以采用字模提取軟件,目前這種軟件很多,在使用時(shí)要注意設(shè)置點(diǎn)陣的大小、取模方式、存取格式等[8]。本系統(tǒng)液晶顯示器顯示16×16的點(diǎn)陣漢字程序如下:

void disp16×16(uchar x,uchar y,uchar *hanzi16×16)

{

uchar data i,j,dt;

uchar h,t;

setxy(x,y,x+5,y+16);

for(i=0;i<2;i++)

{ for(j=0;j<8;j++)

{ for(t=0;t<2;t++)

{ dt=hanzi16x16[i*16+2*j+t];

for(h=0;h<8;h++)

{if(dt&0×80)

write_data(0×ff);

else

write_data(0×00);

dt<<=1;

}

}

write_data(0×00);

write_data(0×00);

}

}

}

5小結(jié)

果蔬稻米農(nóng)藥殘留檢測(cè)系統(tǒng)采用單片機(jī)C8051F310和顏色傳感器TCS230為核心,由于TCS230可以有效地辨別出數(shù)十種不同的顏色,通過(guò)單片機(jī)計(jì)算出農(nóng)藥的殘留度,檢測(cè)結(jié)果通過(guò)液晶顯示和語(yǔ)音提示。系統(tǒng)體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,響應(yīng)速度快、成本低以及方便使用等優(yōu)點(diǎn),為便攜式果蔬稻米農(nóng)藥檢測(cè)儀的研制提供了有力依據(jù)。若進(jìn)一步擴(kuò)充顏色數(shù)據(jù)庫(kù)并改進(jìn)系統(tǒng)測(cè)量準(zhǔn)確度,可辨別的顏色數(shù)將大大增加,這樣系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于以顏色為特征的產(chǎn)品分揀和過(guò)程監(jiān)控領(lǐng)域,其應(yīng)用前景十分廣闊。

參考文獻(xiàn):

[1] 陳家勝. 便攜式液體色差測(cè)試儀的設(shè)計(jì)[J].傳感技術(shù)學(xué)報(bào),2006, 19(1):253-256.

[2] 盧川英,于浩成,孫敬輝,等.基于TCS230傳感器的顏色檢測(cè)系統(tǒng)[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版),2008,26(6):621-226.

[3] 張松燦,肖本賢.高分辨率顏色傳感器TCS230的原理和應(yīng)用[J].單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用,2005(3):44-46.

[4] 李致金,吳文娟.基于MSP430的微控制器的帶USB通信的顏色識(shí)別系統(tǒng)[J].電子技術(shù)應(yīng)用,2009(8):52-55.

[5] 陳冬蘭,夏彤,王志波,等.幾種常用蔬菜農(nóng)藥殘留檢測(cè)技術(shù)概述及比較[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2010(9):172-173,175.

[6] 張濤,王金崗.單片機(jī)原理與接口技術(shù)[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2007.

[7] 楊效余,錢瑋.實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷芯片PCF8563在智能火災(zāi)報(bào)警控制器中的應(yīng)用[J].自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用,2006,25(2):64-67.

[8] 童長(zhǎng)飛.C8051F系列單片機(jī)開(kāi)發(fā)與C語(yǔ)言編程[M]. 北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2005.

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