基于双透射波段的苹果霉心病检测方法研究及设备研制

发布时间：2023-04-02 10:51

　　苹果是我国最重要的水果支柱产业之一,由于苹果霉心病的影响,造成巨大的经济损失的同时,严重影响我国苹果优质果率和出口率。在从根源上防治苹果霉心病收效甚微的情况下,苹果霉心病无损检测技术研究逐步展开,其中可见/近红外光谱检测技术已成为无损检测中一种重要检测方式。现有苹果霉心病检测系统基本处于实验室研究阶段,主要通过光谱仪进行全波段分析建模,存在使用成本高、现场检测性差等缺点,无法适应病害研究者科研样品的筛选与苹果厂商采购现场快速检测需求。因此,本文针对苹果霉心病便携式快速无损检测设备应用需求,基于光谱透射原理,提出了双透射波段+光电检测传感器的检测方法,设计了以MSP430为核心的苹果霉心病无损检测设备,建立了基于线性判别分析(Linear discriminant analysis,LDA)的霉心病二分类判别模型,实现了苹果霉心病快速精准的检测,为苹果霉心病样品挑选,提高出口苹果的优质果率提供了一种可行的解决方案。本文主要完成工作及结论如下:(1)搭建了苹果霉心病光谱透射检测平台,提出了一种苹果霉心病等级划分标准,通过苹果霉心病透射实验,采用相关性分析的方法提取苹果霉心病特征波段为709...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 苹果内部品质检测研究现状
        1.2.2 苹果病害检测研究现状
        1.2.3 苹果霉心病检测设备研究现状
    1.3 研究内容
    1.4 技术路线
    1.5 论文章节安排
第二章 苹果霉心病可见光/近红外透射光谱机理分析
    2.1 理论依据及霉心病光谱响应机理
        2.1.1 理论依据
        2.1.2 霉心病光谱响应机理分析
    2.2 苹果透射光谱检测平台搭建
        2.2.1 光谱检测系统
        2.2.2 苹果托台设计
    2.3 苹果霉心病透射特征光谱分析
        2.3.1 实验材料
        2.3.2 方法
        2.3.3 结果与分析
    2.4 苹果霉心病参考波段分析与提取
        2.4.1 实验材料与方法
        2.4.2 结果与分析
    2.5 本章小结
第三章 双透射波段苹果霉心病检测设备设计与实现
    3.1 系统总体结构
    3.2 器件选型
        3.2.1 光源筛选
        3.2.2 光电检测传感器
    3.3 设备硬件模块设计
        3.3.1 硬件系统整体设计
        3.3.2 检测设备外观设计
        3.3.3 核心处理模块
        3.3.4 光源及驱动模块
        3.3.5 光电检测模块
        3.3.6 用户交互模块
        3.3.7 检测控制模块
        3.3.8 电源模块
    3.4 系统软件设计
        3.4.1 开发平台软件介绍
        3.4.2 软件功能设计
    3.5 本章小结
第四章 基于LDA的双透射波段霉心病判别模型建立
    4.1 LDA算法基本原理
    4.2 实验材料与方法
        4.1.1 材料
        4.1.2 方法
    4.3 判别模型的建立
        4.3.1 原始数据分析
        4.3.2 基于LDA的霉心病判别模型建立
    4.4 讨论
    4.5 本章小结
第五章 设备试验验证与分析
    5.1 苹果霉心病判别精度试验
        5.1.1 试验材料
        5.1.2 霉心病判别试验
    5.2 设备功耗实验
    5.3 设备检测时间测定
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
附录
致谢
作者简介



本文编号：3779095