基于Android平台近红外光谱仪控制及工作状态监测的开发研究

发布时间：2017-05-01 05:12

  本文关键词：基于Android平台近红外光谱仪控制及工作状态监测的开发研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近红外光谱分析技术应用于农业、食品、化工、石化、制药、烟草等领域,是20世纪90年代以来发展最快、最引人注目的高新绿色分析技术之一。随着该检测方法的发展及应用领域的扩展,近红外光谱仪需要对其完成自检功能的实现,来达到光谱的稳定性和方便维修仪器的目的。本研究是在上海棱光科技有限公司生产的NIR-S410型近红外光谱仪的基础上展开的研究工作。首先对仪器的基本构架进行研究,评估在仪器的原有基础上增加温湿度、温度和电压检测的可行性,同时增加了光源能量检测和波长校正检查;确定了近红外光谱仪应用系统软件的整体构架;采用Eclipse开发平台实现了系统的软件设计,并应用于Android操作系统的移动设备;对自检电路中的温湿度、温度和电压进行了硬件设计并进行了实测试验;对采集到的光谱进行光谱处理;验证模型调用。主要研究内容如下:1.研究温度、湿度对光谱仪(S410)工作状态的影响。在原机上增加了DHT11和DS18B20数字式传感器构成的温度、湿度检测附件,同时加入WiFi模块以及基于PCF8591的电压检测模块。WiFi模块用来与手机无线通信;2.设计了S410近红外光谱仪应用系统的整体构架,采用Eclipse平台对应用系统的软件进行开发,开发了系统的登陆注册模块,保证了使用者以合法身份进入系统使用安全功能,同时从该界面可直接进入企业网站;3.采用Android系统的智能手机(或平板)作为系统的控制端,凭借Eclipse的强大组件功能和SQLite数据库功能,开发了友好的人机界面,实现对光谱仪的硬件控制、用户登陆注册、光谱扫描、数据预处理、故障诊断和模型调用等功能;4.研发设计了S410光谱仪的远程监测功能,可为远程仪器故障诊断和维修提供支持。该监测系统采用SQLite数据库建立故障信息表,实现环境温湿度、光源工作温度、WiFi工作电压、光源能量检测及波长校正。5.对系统的实用性进行了验证试验。以乙醇含量检测为对象,对50个样品建立了校正模型,采用马氏距离判别法剔除异样品,按照校正集与验证集7:3的比例。采用Kennard-Stone方法划分预处理后的样品集,取35个样品作为校正集,15个样品作为验证集。对校正模型的预测精度进行统计分析,实测结果表明校正和预测误差都较小。证明了该系统应用于乙醇含量测定的可行性。
【关键词】：近红外光谱 Android 监测 模型调用 WiFi
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP311.52;O433.4
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 绪论12-25
• 1.1 近红外光谱分析技术简介12-14
• 1.1.1 近红外光谱分析技术的发展12
• 1.1.2 近红外光谱分析技术的特点12-13
• 1.1.3 近红外光谱分析技术的应用13-14
• 1.2 近红外光谱分析原理14-15
• 1.3 近红外光谱分析仪器的类型15-17
• 1.4 近红外光谱仪研究状况17-19
• 1.5 移动互联网和系统监测的研究背景19-21
• 1.5.1 移动互联网研究背景19-20
• 1.5.2 系统监测的研究背景20-21
• 1.6 课题研究意义和主要内容21-25
• 1.6.1 研究意义21-23
• 1.6.2 研究的主要内容23-25
• 第二章 系统硬件的设计与实现25-37
• 2.1 系统总体设计思路25
• 2.2 系统硬件设计25-35
• 2.2.1 控制核心模块25-26
• 2.2.2 温湿度采集模块26-28
• 2.2.3 温度采集模块28-31
• 2.2.4 电压检测模块31-32
• 2.2.5 WiFi模块32-35
• 2.3 系统监控的电路设计35-36
• 2.4 本章小结36-37
• 第三章 Android和项目相关技术概述37-52
• 3.1 Android系统及结构37-39
• 3.1.1 Android平台37
• 3.1.2 Android结构37-39
• 3.2 Android应用程序组成39-42
• 3.2.1 Activity组件39-41
• 3.2.2 ContentProvider组件41
• 3.2.3 Service组件41
• 3.2.4 BroadcastReceiver组件41
• 3.2.5 Intent组件41-42
• 3.3 多线程编程42-43
• 3.4 无线网络通信43-45
• 3.4.1 WiFi简介43
• 3.4.2 Socket通信43-45
• 3.4.3 HTTP通信45
• 3.5 Android数据存储45-48
• 3.5.1 SharedPreferences存储45-46
• 3.5.2 文件存储46
• 3.5.3 SQLite存储46-47
• 3.5.4 Content Provider存储47-48
• 3.5.5 网络存储48
• 3.6 Android开发调试与测试48-51
• 3.6.1 Logcat48
• 3.6.2 DDMS（Dalvik Debug Monitor Service）48-49
• 3.6.3 ADB（Android Debug Bridge）49-50
• 3.6.4 真机测试50-51
• 3.7 本章小结51-52
• 第四章 软件总体分析与程序设计52-73
• 4.1 软件的开发目标52
• 4.2 软件的需求分析52-53
• 4.3 软件开发环境和配置53-54
• 4.3.1 开发平台和开发工具53
• 4.3.2 搭建Android开发环境53-54
• 4.4 系统整体结构设计54-56
• 4.4.1 系统结构设计54-55
• 4.4.2 主程序及流程图55-56
• 4.5 模块功能实现及系统界面风格设计56-66
• 4.5.1 登陆系统模块56-59
• 4.5.2 操作系统模块59-64
• 4.5.3 监测系统模块64-66
• 4.6 通信接口的实现66-72
• 4.7 本章小结72-73
• 第五章 系统测试及应用研究73-99
• 5.1 系统测试实验与分析73-79
• 5.1.1 环境温湿度的影响与分析73-74
• 5.1.2 仪器温度的影响与分析74-77
• 5.1.3 工作电压的实测试验与分析77-78
• 5.1.4 光源能量检测78-79
• 5.1.5 波长校定79
• 5.2 系统故障及数据库设计79-81
• 5.3 光谱数据分析处理81-86
• 5.3.1 光谱数据的预处理81-83
• 5.3.2 光谱数据标准化处理83-85
• 5.3.3 光谱数据的基本运算85-86
• 5.4 近红外光谱仪应用研究86-95
• 5.4.1 光栅分光式扫描仪86-87
• 5.4.2 液体测量附件87-88
• 5.4.3 透射测定法88
• 5.4.4 近红外分析流程88-90
• 5.4.5 试验过程90-91
• 5.4.6 模型的建立及结果分析91-95
• 5.5 模型调用95-98
• 5.6 本章小结98-99
• 第六章 总结与展望99-101
• 6.1 总结99-100
• 6.2 展望100-101
• 参考文献101-106
• 致谢106-107
• 课题来源与硕士学位期间发表的学术论文107

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本文编号：338297