一种便携式二维成像微型光谱仪制造技术

本发明专利技术涉及一种便携式二维成像微型光谱仪。包括：微处理电路、二维光谱传感器、存储模块、显示模块、电源模块、补光模块，其中，二维光谱传感器用于接收待测物的光信号、并从光信号中获取待测物的二维图像信息和二维光谱信息；微处理电路与二维光谱传感器连接，用于接收并处理待测物的二维图像信息和二维光谱信息，微处理电路发送控制信号至二维光谱传感器。通过实施本发明专利技术，可对物品进行大面积检测；并且本发明专利技术的光谱仪小型化，便于携带，人们可在日常生活中对生活用品、食品等进行常规光谱检测，得到检测结果，方便人们生活。

【技术实现步骤摘要】
一种便携式二维成像微型光谱仪
本专利技术涉及光谱检测领域，更具体地说，涉及一种便携式二维成像微型光谱仪。
技术介绍
在光谱检测领域，传统的光谱仪体积较大，不方便携带，只能在固定的场所使用，且多用于工业生产和实验数据检测，不能满足人们日常生活中生活用品、食品等检测。例如，在现在生活中，食品安全问题越来越严重，农药残留超标、染色剂、防腐剂等食品问题非常普遍，人们在日常购买过程中很难用肉眼和经验分别。而由于光谱检测的特殊性，缺少能用于日常生活用品检测的便携式光谱仪。传统的光谱仪只能检测小范围内的样品，也即只能检测一个点的光谱信息，这种检测方法不能检测物体一个面，这显然不适合在日常生活中使用。例如，人们在检测苹果的农药残留时，如果只能检测一个点，显然不能满足用户的需求，应该检测苹果的一个较大面积，还需要定位农药残留的具体位置。另外，目前的光谱仪还需要提供特殊的光照才能采集到物体的光谱，不能在自然光下采集物体的光谱信息，这给日常生活中使用带来不便。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述现有光谱仪体积大不方便携带、检测面积小的缺陷，提供一种便携式二维成像微型光谱仪。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种便携式二维成像微型光谱仪，包括：用于接收待测物的光信号、并从所述光信号中获取所述待测物的二维图像信息和二维光谱信息的二维光谱传感器；与所述二维光谱传感器连接、用于接收并处理所述待测物的二维图像信息和二维光谱信息的微处理电路，所述微处理电路发送控制信号至所述二维光谱传感器。优选地，本专利技术所述的便携式二维成像微型光谱仪，还包括：与所述微处理电路连接、用于显示所述待测物的属性信息以及处理所述待测物的二维图像信息和二维光谱信息得到的检测结果的显示模块。优选地，本专利技术所述的便携式二维成像微型光谱仪，还包括：与所述微处理电路连接、用于存储所述二维光谱传感器采集的所述待测物的二维图像信息和二维光谱信息以及处理所述待测物的二维图像信息和二维光谱信息得到的检测结果的存储模块。进一步，本专利技术所述的便携式二维成像微型光谱仪，所述存储模块包括：DDR3存储模块、EMMC存储模块、EEPROM存储模块、NORFlash存储模块，其中，所述DDR3存储模块用于提供缓存空间，所述缓存空间用于存储所述二维光谱传感器采集的所述待测物的二维图像信息和二维光谱信息；所述EMMC存储模块用于在传输环境不理想时临时存储所述二维光谱传感器采集的所述待测物的二维图像信息和二维光谱信息、以及处理所述待测物的二维图像信息和二维光谱信息得到的检测结果；所述EEPROM存储模块用于存储所述便携式二维成像微型光谱仪的软件、硬件版本信息；所述NORFlash存储模块用于储存所述便携式二维成像微型光谱仪的裸机程序或系统程序。优选地，本专利技术所述的便携式二维成像微型光谱仪，还包括：用于为所述便携式二维成像微型光谱仪供电的电源模块；所述电源模块由电池供电，或所述电源模块由USB接口供电。优选地，本专利技术所述的便携式二维成像微型光谱仪，还包括：与所述微处理电路连接的传输模块，所述传输模块用于传输所述待测物的二维图像信息和二维光谱信息，或用于传输处理所述待测物的二维图像信息和二维光谱信息得到的检测结果，以及用于接收外来数据。进一步，本专利技术所述的便携式二维成像微型光谱仪，所述传输模块为无线传输模块或有线传输模块；所述无线传输模块包括：WIFI、蓝牙、2G网络、3G网络、4G网络中的一种或多种；所述有线传输模块为网口或串口。优选地，本专利技术所述的便携式二维成像微型光谱仪，还包括：与所述微处理电路连接、用于为所述二维光谱传感器采集所述待测物的二维图像信息和二维光谱信息提供光线的补光模块，所述补光模块根据所述微处理电路发送的控制信号开关补光灯。进一步，本专利技术所述的便携式二维成像微型光谱仪，所述二维光谱传感器采集的光谱范围为470nm-1000nm；所述二维光谱传感器包括16或25个波段，每个所述波段的光谱带宽小于15nm。进一步，本专利技术所述的便携式二维成像微型光谱仪，所述微处理电路为ZYNQ-7000芯片；所述二维光谱传感器包含多个CMOS单元模块，每个CMOS都用于采集所述待测物的二维图像信息和二维光谱信息，所述多个CMOS单元模块采用马赛克阵列排列在平面上。实施本专利技术的一种便携式二维成像微型光谱仪，具有以下有益效果：该便携式二维成像微型光谱仪包括：微处理电路、二维光谱传感器、存储模块、显示模块、电源模块、补光模块，其中，二维光谱传感器用于接收待测物的光信号、并从光信号中获取待测物的二维图像信息和二维光谱信息；微处理电路与二维光谱传感器连接，用于接收并处理待测物的二维图像信息和二维光谱信息，微处理电路发送控制信号至二维光谱传感器。通过实施本专利技术，可对物品进行大面积检测；并且本专利技术的光谱仪小型化，便于携带，人们可在日常生活中对生活用品、食品等进行常规光谱检测，得到检测结果，方便人们生活。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是本专利技术一种便携式二维成像微型光谱仪的结构示意图；图2是本专利技术一种便携式二维成像微型光谱仪的一种工作方式流程示意图；图3是本专利技术一种便携式二维成像微型光谱仪的一种工作方式流程示意图。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本专利技术的具体实施方式。图1是本专利技术一种便携式二维成像微型光谱仪的结构示意图。本专利技术一种便携式二维成像微型光谱仪，包括：微处理电路、二维光谱传感器、存储模块、显示模块、电源模块、补光模块、传输模块，其中，二维光谱传感器用于接收待测物的光信号、并从光信号中获取待测物的二维图像信息和二维光谱信息，即采集待测物的图像信息。二维光谱传感器包含多个CMOS(ComplementaryMetalOxideSemiconductor，互补金属氧化物半导体)单元模块，每个CMOS单元模块都可采集待测物的二维图像信息和二维光谱信息，多个CMOS单元模块采用马赛克阵列排列在平面上。优选地，本专利技术的便携式二维成像微型光谱仪具有高光谱特性，能够采集的光谱范围为470nm-1000nm，即可见光到近红外光。二维光谱传感器包括16-25个波段，每个波段的光谱带宽小于15nm。二维光谱传感器还包括光电转换电路和模数转换电路，光电转换电路将采集的待测物的光信号转换为电信号，模数转换电路将模拟信号转换为数字信号，将转换后的信号传输至微处理电路。二维光谱传感器采集的高光谱特性的图像具有待测物的图像信息和光谱信息，不仅在信息丰富程度方面有了极大的提高，在处理技术上，对该类光谱数据进行更为合理、有效的分析处理提供了可能。其最大特点是将成像技术与光谱探测技术结合，在对目标的空间特征成像的同时，对每个空间像元经过色散形成几十个乃至几百个窄波段以进行连续的光谱覆盖。图像信息可以反映待测物的大小、形状、缺陷等外部品质特征，由于不同成分对光谱吸收也不同，在某个特定波长下图像对某个缺陷会有较显著的反映，而光谱信息能充分反映样品内部的物理结构、化学成分的差异。例如，检测食品的农药残留，通过检测，不仅可以通过查看光谱来分析待测物的表面农药残留信息，而且可以定位农药残留区域，提高用户的使用体验。微处理电路与二维本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种便携式二维成像微型光谱仪，其特征在于，包括：用于接收待测物的光信号、并从所述光信号中获取所述待测物的二维图像信息和二维光谱信息的二维光谱传感器；与所述二维光谱传感器连接、用于接收并处理所述待测物的二维图像信息和二维光谱信息的微处理电路，所述微处理电路发送控制信号至所述二维光谱传感器。

【技术特征摘要】
1.一种便携式二维成像微型光谱仪，其特征在于，包括：用于接收待测物的光信号、并从所述光信号中获取所述待测物的二维图像信息和二维光谱信息的二维光谱传感器；与所述二维光谱传感器连接、用于接收并处理所述待测物的二维图像信息和二维光谱信息的微处理电路，所述微处理电路发送控制信号至所述二维光谱传感器。2.根据权利要求1所述的便携式二维成像微型光谱仪，其特征在于，还包括：与所述微处理电路连接、用于显示所述待测物的属性信息以及处理所述待测物的二维图像信息和二维光谱信息得到的检测结果的显示模块。3.根据权利要求1所述的便携式二维成像微型光谱仪，其特征在于，还包括：与所述微处理电路连接、用于存储所述二维光谱传感器采集的所述待测物的二维图像信息和二维光谱信息以及处理所述待测物的二维图像信息和二维光谱信息得到的检测结果的存储模块。4.根据权利要求3所述的便携式二维成像微型光谱仪，其特征在于，所述存储模块包括：DDR3存储模块、EMMC存储模块、EEPROM存储模块、NORFlash存储模块，其中，所述DDR3存储模块用于提供缓存空间，所述缓存空间用于存储所述二维光谱传感器采集的所述待测物的二维图像信息和二维光谱信息；所述EMMC存储模块用于在传输环境不理想时临时存储所述二维光谱传感器采集的所述待测物的二维图像信息和二维光谱信息、以及处理所述待测物的二维图像信息和二维光谱信息得到的检测结果；所述EEPROM存储模块用于存储所述便携式二维成像微型光谱仪的软件、硬件版本信息；所述NORFlash存储模块用于储存所述便携式二维成像微型光谱仪的裸机程序或系统程...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵志刚，庞高峰，屈军乐，陈超民，李国光，王志云，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东,44