【摘 要】
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牛奶作为一种极富营养的物质,在人们的日常生活中扮演着非常重要的角色。我们日常饮用牛奶时,通常只能凭借牛奶厂商所提供的保质期和生产日期来判断牛奶的新鲜度情况。但牛奶出厂后所处环境状况和包装质量均会对其新鲜度的变化产生影响,这也给我们日常饮用牛奶埋下了重重的隐患。现有的牛奶新鲜度检测仪器大多沉重且庞大、检测周期,过长检测过程中也避免不了要破坏牛奶包装,也需要专业的检测人员和特定的检测环境,非常不利于人
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牛奶作为一种极富营养的物质,在人们的日常生活中扮演着非常重要的角色。我们日常饮用牛奶时,通常只能凭借牛奶厂商所提供的保质期和生产日期来判断牛奶的新鲜度情况。但牛奶出厂后所处环境状况和包装质量均会对其新鲜度的变化产生影响,这也给我们日常饮用牛奶埋下了重重的隐患。现有的牛奶新鲜度检测仪器大多沉重且庞大、检测周期,过长检测过程中也避免不了要破坏牛奶包装,也需要专业的检测人员和特定的检测环境,非常不利于人们的日常使用。市场上急需一种适合大众日常使用的牛奶新鲜度检测技术。牛奶pH值是表征牛奶新鲜度的重要技术指标之一。我们通过在实验室环境下搭建牛奶pH值检测平台,不断重复相关实验获得大量牛奶pH值及对应环境温度与放置时间的样本数据,运用BP神经网络相关算法在Matlab开发环境下对样本数据进行了拟合处理与网络模型训练,建立了以环境温度与放置时间为自变量的牛奶pH值关系模型。在这基础上结合本专业知识设计了温度与时间信号采集电路,配合所获得的关系模型,实现了对牛奶pH值的实时检测。经传统检测仪器验证,检测结果误差在可接受范围内。该检测系统的应用不仅能为人们放心饮用牛奶提供新的保障,同时也为食品快检测检测方向提供了一种实时、快速、方便的物理检测方法。论文的研究内容包括:(1)通过查阅牛奶新鲜度检测相关文献,分析总结了目前国内外主流研究方法的优劣势,结合神经网络在食品检测中的应用,提出将BP神经网络技术与现代电子技术相结合应用于牛奶新鲜度检测的方案。(2)在实验室环境下搭建牛奶pH值检测平台,通过不断试验获得不同温度下牛奶pH值随时间变化的样本数据,并结合BP神经网络算法成功建立了牛奶pH值与环境温度、时间之间的关系模型。(3)完成了检测系统的硬件设计,包括电源电路的设计、FPGA主控系统的设计、数据采集电路的设计、远程无线传输电路的设计、数据存储电路的设计。(4)完成了检测系统软件部分的设计,并对各个模块进行功能验证,确保检测系统的稳定性。基于Lab VIEW软件平台完成了检测系统上位机软件的开发,确保能够实时呈现牛奶新鲜度数据。(5)采用检测系统进行了牛奶新鲜度检测,将结果与传统测量方法测得数据进行对比,误差在可接受范围内。
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