本文關(guān)鍵詞：基于介電特性的蘋果無損分級測量模塊的設(shè)計與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：介電特性是電介質(zhì)分子在外加電場作用下的響應(yīng)特性,主要由電介質(zhì)的相關(guān)介電特征值體現(xiàn)。水果作為電介質(zhì)的一種,通過對其介電特性的研究,可以對水果的內(nèi)部品質(zhì)、狀態(tài)等信息進行采集和分析,進而利用水果的介電特性對其進行無損分級,提高水果產(chǎn)品的附加值。本研究以蘋果為研究對象,結(jié)合本校已經(jīng)取得的相關(guān)研究成果,針對市場上缺少蘋果介電檢測專用設(shè)備的問題,以快速準(zhǔn)確的測量蘋果相關(guān)介電參數(shù)并最終實現(xiàn)蘋果無損分級為目的,探索基于介電特性的蘋果品質(zhì)無損分級測量模塊的設(shè)計與實現(xiàn),主要工作如下:(1)模塊的總體設(shè)計和介電測量信號的產(chǎn)生。分析介電特性的基本檢測原理,依據(jù)已有的蘋果無損分級算法的需求,從方便使用、低成本的角度出發(fā),借鑒已有LCR測量儀器的構(gòu)造,外加藍牙模塊構(gòu)建相應(yīng)的數(shù)據(jù)測量模塊。分析準(zhǔn)橋式阻抗測量原理,選擇STC12C5A60S2芯片作為整個測量模塊的控制核心。運用芯片提供的PWM(脈沖寬度調(diào)制)功能,采用DDS技術(shù)產(chǎn)生符合蘋果測量頻率需求的正弦波信號。(2)鑒相功能的實現(xiàn)。被測信號經(jīng)過阻抗-電壓轉(zhuǎn)換模塊、放大模塊等處理后進入鑒相模塊分離出計算介電參數(shù)所需的分量值,然后經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換得到相應(yīng)的分量值,由分量值計算相應(yīng)的介電參數(shù)。分析自由轉(zhuǎn)軸法的測量原理,采用模擬開關(guān)完成被測信號投影分量的分離。(3)測量模塊的軟件實現(xiàn)。合理運用模塊化編程思想,結(jié)合蘋果測量的特點完成測量程序的編寫。添加藍牙模塊實現(xiàn)相關(guān)測量數(shù)據(jù)的無線傳輸功能,完成對蘋果介電參數(shù)測量的采集工作。(4)整體測量模塊的調(diào)試和實驗測試。對可能影響數(shù)據(jù)測量的誤差和干擾源進行了分析,并運用合理手段減小誤差和干擾對測量結(jié)果的影響。首先使用相關(guān)電子器件對測量模塊的精度進行了測試,結(jié)果顯示,模塊測量值與高精度LCR儀器測量值測量誤差較小(基本測量精度在1%左右);進而將模塊應(yīng)用于蘋果介電參數(shù)的測量,結(jié)果表明,雖然模塊可能還存在一些不足,但基本上可以滿足低頻段(低于10KHz)內(nèi)蘋果相關(guān)介電特征值的測量需求。
【關(guān)鍵詞】：單片機 介電參數(shù) LCR DDS 藍牙模塊
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP311.52;S661.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 研究背景與目的10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 國外研究概況11-12
• 1.2.2 國內(nèi)研究概況12-13
• 1.2.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀總結(jié)13-14
• 1.3 研究內(nèi)容14
• 1.4 論文組織結(jié)構(gòu)14-16
• 第二章 需求分析和總體設(shè)計16-22
• 2.1 測量需求分析16-17
• 2.2 介電檢測等效模型17-19
• 2.2.1 介電特性的基本概念17
• 2.2.2 介質(zhì)等效測量模型17-19
• 2.3 模塊整體構(gòu)造19
• 2.4 誤差和干擾分析19-20
• 2.4.1 誤差來源分析19-20
• 2.4.2 測量干擾分析20
• 2.5 數(shù)據(jù)傳輸方式選擇20-21
• 2.6 本章小結(jié)21-22
• 第三章 硬件設(shè)計與實現(xiàn)22-35
• 3.1 阻抗測量原理22-23
• 3.2 微處理器選擇23-24
• 3.3 信號源模塊24-27
• 3.3.1 DDS工作原理24-25
• 3.3.2 脈沖寬度調(diào)制25-26
• 3.3.3 單片機實現(xiàn)DDS信號26-27
• 3.4 阻抗-電壓轉(zhuǎn)換模塊27-28
• 3.5 放大模塊28-29
• 3.6 A/D轉(zhuǎn)換模塊29-30
• 3.7 鑒相模塊30-32
• 3.7.1 自由轉(zhuǎn)軸鑒相原理30-31
• 3.7.2 開關(guān)鑒相器的實現(xiàn)31-32
• 3.8 其他外設(shè)模塊和抗干擾措施32-34
• 3.8.1 顯示裝置模塊32
• 3.8.2 按鍵模塊32-33
• 3.8.3 抗干擾措施33-34
• 3.9 本章小結(jié)34-35
• 第四章 軟件設(shè)計與實現(xiàn)35-44
• 4.1 開發(fā)環(huán)境選擇35
• 4.2 測量功能實現(xiàn)35-39
• 4.2.1 軟件設(shè)計思想35-36
• 4.2.2 主流程概述36
• 4.2.3 測量模塊36-38
• 4.2.4 測量細節(jié)描述和誤差減小38-39
• 4.3 藍牙通訊功能實現(xiàn)39-43
• 4.3.1 藍牙模塊簡介39-40
• 4.3.2 串口通訊和藍牙數(shù)據(jù)發(fā)送40-43
• 4.4 本章小結(jié)43-44
• 第五章 模塊整體測試44-51
• 5.1 元器件測試44-47
• 5.1.1 測量方案設(shè)計44
• 5.1.2 電阻值測試44-45
• 5.1.3 電容電感值測試45-47
• 5.2 蘋果實測結(jié)果47-50
• 5.3 本章小結(jié)50-51
• 第六章 總結(jié)與展望51-52
• 6.1 總結(jié)51
• 6.2 展望51-52
• 參考文獻52-55
• 致謝55-56
• 作者簡介56

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4 杜棟;基于PLC的溫濕度測量模塊設(shè)計[D];西安電子科技大學(xué);2013年

5 梁妃學(xué);遠程生理診斷儀設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];第一軍醫(yī)大學(xué);2006年

6 王曉成;基于ARM的PLC高精度溫度測量模塊設(shè)計[D];上海交通大學(xué);2013年

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  本文關(guān)鍵詞：基于介電特性的蘋果無損分級測量模塊的設(shè)計與實現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：457850