一种基于LMSE的葡萄劣变监测仪器技术领域
本发明属于葡萄运输和贮藏过程中的防腐检测装置，具体地涉及一种基于LMSE的葡萄劣变监测仪器。
背景技术
目前，气味在预测农产品的病变、腐烂已经有很多成功应用。如李长缨使用气体传感器阵列来分析洋葱的病变情况。邹小波和赵杰文研制出一套能快速检测谷物是否霉变的电子鼻装置，该装置能快速、准确地分析所测谷物散发的气味，判定所测谷物是否霉变。该电子鼻对小麦、水稻、玉米3种谷物的判别准确率大于80%。但是，传感器阵列及分析系统的体积和功耗都比较大，不适合直接用于冷链物流和贮藏中的实时监测和多点部署。
前期研究中利用傅里叶变换光谱分析仪测出葡萄在不同的时期挥发出气体的种类和含量，结果表明葡萄劣变状态贡献最大的两种气体为乙醇和CO2，利用这两种气体的光谱进行聚类分析，能够将葡萄分为未变质、轻微变质和重度变质3个阶段。
葡萄是深受人们喜爱的一种水果，但葡萄柔软多汁、采后生理活动旺盛、易受病菌浸染而腐烂变质，鲜食葡萄经常在运输、贮藏过程中损失严重。因此，如果能在葡萄运输、贮藏过程中对其状态进行监测，对已发生的少量腐败现象进行预警，对减少葡萄损失将具有重要的意义。
发明内容
本发明就是针对上述问题，弥补现有技术的不足，提供一种基于LMSE的葡萄劣变监测仪器，本发明是一种具有低成本、小型的葡萄变质监测仪器，能够实时、定量测量葡萄挥发物质中CO2和乙醇含量。
为实现本发明的上述目的，本发明采用如下技术方案。
本发明一种基于LMSE的葡萄劣变监测仪器，其中包括气体传感器恒电压电路、电流—电压转换、微控制器、供电电路、接口和报警单元；其结构要点是：气体传感器恒电压电路设置包括乙醇气体传感器恒电压电路和CO2传感器模块，CO2传感器模块和乙醇传感器调理电路连接到微控制器的输入端，微控制器内设有电流—电压转换；微控制器的输出端与接口和报警单元相连，接口和报警单元包括RS232、液晶显示模块和声光报警模块，供电电路包括电池组和3.3V自动升压电路。
作为本发明的一种优选方案，所述乙醇传感器调理电路是采用瑞士Membrapor公司的紧凑型传感器，它是三电极电化学传感器，分为工作电极(WE)、参考电极(ＲE)和辅助电极(CE)。
作为本发明的另一种优选方案，所述微控制器采用MSP430微控芯片，MSP430自带实时时钟控制模块(ＲTC)，实现定时唤醒功能。
作为本发明的又一种优选方案，所述CO2传感器模块，CO2传感器COZIＲTM是英国GSS公司生产的超低功耗、高性能的CO2传感器模块；模块内设置包括信号调理部分，通过串口直接读取CO2浓度数值；采用非色散红外吸收(NDIＲ)原理进行测量，能完美用于电池供电的便携仪器。
本发明的有益效果是。
本发明基于LMSE的葡萄劣变监测仪器采用CO2气体传感器模块和乙醇电化学传感器，利用微控制器MSP430自带的实时时钟控制模块(ＲTC)，实现定时唤醒的功能，完成了一个低成本、小型的葡萄变质监测仪器，可以实时、定量测量葡萄挥发物质中CO2和乙醇含量。
附图说明
图1是本发明一种基于LMSE的葡萄劣变监测仪器的硬件结构框图。
图2是本发明一种基于LMSE的葡萄劣变监测仪器的软件流程图。
具体实施方式
如图1所示，为本发明一种基于LMSE的葡萄劣变监测仪器的硬件结构框图。
图1中包括气体传感器恒电压电路、电流—电压转换、微控制器、供电电路、接口和报警单元；气体传感器恒电压电路设置包括乙醇气体传感器恒电压电路和CO2传感器模块，CO2传感器模块和乙醇传感器调理电路连接到微控制器的输入端，微控制器内设有电流—电压转换；微控制器的输出端与接口和报警单元相连，接口和报警单元包括RS232、液晶显示模块和声光报警模块，供电电路包括电池组和3.3V自动升压电路。如图2所示，为本发明一种基于LMSE的葡萄劣变监测仪器的软件流程图。其中软件主要包括5个部分：RTC定时唤醒、CO2浓度采集、乙醇浓度采集、分类决策和液晶显示。为了实现低功耗，平时单片机处于休眠状态；每隔一定时间(如1h)，将单片机从休眠状态唤醒，开始进行数据采集和判断，如果发生变质，立即报警，否则退出中断，继续休眠。ＲTC定时唤醒程序通过配置寄存器，可以轻松设置系统的当前时间和日期，并且提供中断功能。CO2浓度采集程序分三种工作模式：命令模式、流模式、轮询模式；命令模式主要用于查询传感器模块的设置参数等信息，并不进行测量；流模式是默认的出厂模式，每秒进行两次测量，然后直接通过串口输出；轮询模式只有在单片机发给CO2模块查询命令时，才返回测量值，测量一直在后台运行。