基于ZigBee-GPRS技术电子舌的无线传输网络构建

发布时间：2018-02-26 04:09

  本文关键词： 伏安电子舌 ZigBee技术 GPRS技术 PCA SVM　出处：《东北电力大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：牛奶营养成分丰富并容易被人体吸收,是人们热爱的饮品。但是市面上的牛奶品种众多,存在品牌冒充,以次充好的现象,严重损害了消费者的合法权益和身体健康。针对上述问题,成立不同品种牛奶质量监测中心,实时查看不同品种牛奶的区分辨识结果,实现对牛奶生产企业的监督,若生产中出现问题及时通知停止生产并及时进行调整,从根源避免品种混乱或产品与品种不相符的现象,保证牛奶生产的合格性和安全性。为了实现远程监测的目的,结合ZigBee与GPRS无线技术的优势,研究设计了基于ZigBee-GPRS技术的传输牛奶味觉特征信息的远程无线传输网络。电子舌检测具有无损、快速、客观性、可重复性的特点,电子舌是关键节点处检测获取牛奶的味觉信息的设备,ZigBee终端模块通过串口获取表征牛奶味觉的信息,通过ZigBee无线网络将味觉信息传输到ZigBee协调器,协调器汇总多个终端采集节点的味觉数据,通过GPRS网络将结果传输到不同品种牛奶质量监测中心,监测中心接收、显示、保存结果,并完成对不同品种牛奶的区分与预测。首先,设计实现了以CC2530芯片为核心的ZigBee网络通信的硬件模块,完成了基于Z-Stack协议栈的ZigBee网络中模块功能的软件编程,ZigBee网络实现了信息的采集和多处采集信息的汇总,GPRS模块连接远端监测中心并向其发送数据,监测中心接收、显示、保存、处理数据,并实时查看相关分析结果。其次,对系统各模块以及整个无线传输系统进行测试,通过测试验证了无线传输系统的可靠性和稳定性。最后,本文构建了由三电极、CHI660C电化学分析仪以及PC机构成的伏安电子舌,使用该电子舌系统对三种伊利纯牛奶进行了检测,设计提取了表征牛奶性质的特征电流值,并基于构建的无线传输网络传输270×8维的表征牛奶特征的电流值到远端计算机,PCA分析处理后,三维得分图中三种牛奶明显聚类,牛奶分类效果较好,基于不同的数据集构建牛奶类别预测SVM模型,分析对牛奶类别预测准确率。
[Abstract]:Milk is rich in nutrients and easy to be absorbed by the human body. It is a drink that people love. But there are many varieties of milk on the market. It has seriously damaged the legitimate rights and interests of consumers and their health. In view of the above problems, a quality monitoring center for different varieties of milk has been set up to view the discrimination and identification results of different varieties of milk in real time, so as to realize the supervision of milk production enterprises. If there is a problem in production, the production should be stopped and adjusted in time, so as to avoid the confusion of the variety or the incompatibility of the product with the variety, and to ensure the qualification and safety of the milk production. In order to realize the purpose of remote monitoring, Combined with the advantages of ZigBee and GPRS wireless technology, a remote wireless transmission network based on ZigBee-GPRS technology is designed to transmit milk taste characteristic information. The characteristics of electronic tongue detection are nondestructive, fast, objective and repeatable. The electronic tongue is the device that detects and acquires the taste information of milk at the key node. The terminal module of ZigBee acquires the information of milk taste through serial port, and transmits the taste information to the ZigBee coordinator via ZigBee wireless network. The coordinator collects the taste data of many terminals and transmits the results to the quality monitoring center of different varieties of milk through GPRS network. The monitoring center receives, displays and saves the results. At first, the hardware module of ZigBee network communication based on CC2530 chip is designed and realized. The software programming of module function in ZigBee network based on Z-Stack protocol stack is completed. The ZigBee network realizes the collection of information and the collection of information in many places. The module connects with the remote monitoring center and sends data to it. The monitoring center receives, displays and saves the data. Processing the data and viewing the related analysis results in real time. Secondly, the system modules and the whole wireless transmission system are tested, and the reliability and stability of the wireless transmission system are verified by the test. Finally, In this paper, a voltammetry electronic tongue composed of a three-electrode CHI660C electrochemical analyzer and a PC mechanism was constructed. Three kinds of Erie pure milk were detected by the electronic tongue system, and the characteristic current values were designed and extracted to characterize the nature of the milk. Based on the constructed wireless transmission network, a 270 脳 8 dimensional current value representing the characteristics of milk was analyzed and processed by PCA. The results showed that the three kinds of milk in the three dimensional score map were obviously clustered, and the classification effect of milk was better. Based on different data sets, the SVM model of milk class prediction is constructed, and the accuracy of milk class prediction is analyzed.
【学位授予单位】：东北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TN92

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