【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及近场通信，具体涉及一种基于nfc的无源便携多种类农药检测系统及方法。
技术介绍
1、如今，全球农业严重依赖各种农药，如杀虫剂、除草剂、灭鼠剂和杀菌剂，被广泛用于减轻各种害虫对作物健康的影响。因此，这些农药的残留物不仅可以在作物表面上识别，也可以在土壤、空气和水源中识别。然而，反复接触杀虫剂可能导致神经系统障碍、自闭症、阿尔茨海默氏症、肾衰竭和癌症等疾病。然而，目前的农药检测系统进行检测不仅需要非常复杂步骤，而且还需要昂贵的专业设备,比如基于色谱质谱和拉曼光谱的方法。为了应对上述挑战，希望实现一个移动便携的小型化设备，以实现更好的农药检测。而电化学传感技术能检测各种物质的电化学特性，可以帮助更好的实现农药检测。
2、现有的基于电化学农药检测系统包括通过恒电位电路通过电化学电极施加电流或电压信号到生物材料体系中并检测被修饰到电极表面的生物材料的电化学特性。zhao等人和chaudhary等人工作都采用电化学检测原理完成了农药检测，但其只能检测单一种类农药，没有实现多种类的农药检测。并且都采用电池供电的移动便携设备，电池不仅增加了成本，增大了设备体积以牺牲设备便携性，甚至需要定期更换以及对环境造成污染等问题。
3、现有的技术主要分为传统基于色谱质谱拉曼光谱等方法和基于电化学生物传感原理的方法。
4、前者是从物质本质组成角度来检测农药。虽然检测结果精度高，但是其设备体积大，价格昂贵以及需要复杂的材料预处理过程和漫长的检测时间，难以适用生活中等现场便携检测的情况。
5、后者虽然
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于，提供一种基于nfc的无源便携多种类农药检测系统及方法，解决现有技术中的便携农药检测系统存在的农药检测种类单一问题和系统供电方式牺牲便携性的问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案予以实现：一种基于nfc的无源便携多种类农药检测系统，包括电路模块和与电路模块连接的电极。
3、电路模块包括基底和布置在基底上并依次连接的nfc线圈、nfc模块、主控模块、dac模块、负电源模块和双通道恒电位模块。
4、主控模块内包含一个adc子模块，adc子模块与双通道恒电位模块连接。
5、电路模块还包括布置在基底上的负电源模块，负电源模块分别连接nfc模块、主控模块和双通道恒电位模块。
6、电路模块还包括布置在基底上与的双通道恒电位模块连接的外接引脚模块，电极与外接引脚模块连接。
7、本专利技术还具有如下技术特征：
8、电极包括第一电极和第二电极，第一电极和第二电极分别通过外接引脚模块与双通道恒电位模块连接。
9、第一电极为丝网印刷三电极，包括对电极、参考电极和工作电极。
10、第一电极的工作电极上修饰有mof、羧甲基壳聚糖和乙酰胆碱酯酶。
11、第二电极为丝网印刷三电极，包括对电极、参考电极和工作电极。
12、第二电极的工作电极上修饰有mof、羧甲基壳聚糖、丁酰胆碱酯酶。
13、基底采用两层柔性电路板，长为45mm，宽34mm。
14、nfc线圈天线的尺寸为长44mm，宽33mm，圈数3圈，线宽0.3mm，线距0.5mm。
15、nfc模块采用nt3h2211芯片。
16、主控模块采用msp430fr2433芯片。
17、adc子模块为主控模块内部adc。
18、dac模块采用ad5689芯片。
19、负电源模块采用icl7660芯片。
20、双通道恒电位模块采用ad8659芯片。
21、本专利技术还给出一种基于nfc的无源便携多种类农药检测方法，采用上述的基于nfc的无源便携多种类农药检测系统完成。具体包括如下步骤：
22、步骤1：获得标准农药样品溶液对应的特征图谱：
23、配置不同种类、浓度的有机磷农药标准样品溶液并滴加到基于nfc的无源便携多种类农药检测系统上，同时滴加碘化乙酰硫代胆碱溶液，得到不同种类、浓度的种有机磷农药标准样品溶液对应的特征图谱。
24、步骤2：获得未知种类和浓度的农药溶液对应的特征图谱：
25、将未知种类和浓度的农药溶液滴加到基于nfc的无源便携多种类农药检测系统上，同时滴加碘化乙酰硫代胆碱溶液，得到未知种类和浓度的农药溶液对应的特征图谱。
26、步骤3：将获得的未知种类和浓度的农药溶液对应的特征图谱与标准农药样品溶液对应的特征图谱进行对比，确定检测结果。
27、步骤1具体包括如下步骤：
28、步骤1.1：使用具有nfc功能的智能手机靠近nfc线圈天线，激活nfc线圈天线，通过nfc线圈天线对nfc模块发送写入命令，写入测试参数和开始测试命令，随后主控模块通过i2c接口发送读取命令读取nfc模块的存储区域拿到设置的测试参数以及开始测试命令，开始测试时主控模块通过定时器中断周期性通过spi接口设置dac模块输出电压，dac模块的输出电压直接连接到双电位的双通道恒电位模块中。
29、步骤1.2：配置不同种类、浓度的有机磷农药标准样品溶液，并将不同种类、浓度的有机磷农药标准样品溶液分别滴加到第一电极和第二电极表面，同时滴加碘化乙酰硫代胆碱溶液。
30、步骤1.3，通过给第一电极和第二电极进行电位扫描促使农药标准样品溶液在第一电极和第二电极表面发生化学反应，产生电流信号，将电流信号通过双电位的双通道恒电位模块转换成方便adc采集的电压信号。
31、步骤1.4，adc采集完成的电压信号传入到主控模块中，主控模块通过封装处理成数据包，将数据包写入到nfc模块中。
32、步骤1.5，智能手机通过读取nfc模块中存储器对应地址读取测量的数据，得到不同种类、浓度的种有机磷农药标准样品溶液对应的特征图谱。
33、步骤2具体包括如下步骤：
34、步骤2.1：使用具有nfc功能的智能手机靠近nfc线圈天线，激活nfc线圈天线，通过nfc线圈天线对nfc模块发送写入命令，写入测试参数和开始测试命令，随后主控模块通过i2c接口发送读取命令读取nfc模块的存储区域拿到设置的测试参数以及开始测试命令，开始测试时主控模块通过定时器中断周期性通过spi接口设置dac模块输出电压，dac模块的输出电压直接连接到双电位的双通道恒电位模块中。
35、步骤2.2：将未知种类和浓度的农药溶液分别滴加到第一电极和第二电极表面，同时滴加碘化乙酰硫代胆碱溶液。
36、步骤2.3，通过给第一电极和第二电极进行电位扫描促使农药标准样品溶液在第一电极和第二电极表面发生化学反应，产生电流信号，将电流信号通过双电位的双通道恒电位模块转换成方便adc采集的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于NFC的无源便携多种类农药检测系统，包括电路模块(1)和与电路模块(1)连接的电极(2)，其特征在于，所述的电路模块(1)包括基底(1-1)和布置在基底(1-1)上并依次连接的NFC线圈天线(1-2)、NFC模块(1-3)、主控模块(1-4)、DAC模块(1-5)和双通道恒电位模块(1-6)；
2.如权利要求1所述的基于NFC的无源便携多种类农药检测系统，其特征在于，所述的电极(2)包括第一电极(2-1)和第二电极(2-2)，所述的第一电极(2-1)和第二电极(2-2)分别通过外接引脚模块(1-9)与双通道恒电位模块(1-6)连接。
3.如权利要求2所述的基于NFC的无源便携多种类农药检测系统，其特征在于，所述的第一电极(2-1)为丝网印刷三电极，包括对电极(2-1-1)、工作电极(2-1-2)和参考电极(2-1-3)；
4.如权利要求1所述的基于NFC的无源便携多种类农药检测系统，其特征在于，所述的基底(1-1)采用两层柔性电路板，长为45mm，宽34mm；
5.一种基于NFC的无源便携多种类农药检测方法，其特征在于，
6.如权利要求5所述的基于NFC的无源便携多种类农药检测方法，其特征在于，步骤1具体包括如下步骤：
7.如权利要求6所述的基于NFC的无源便携多种类农药检测方法，其特征在于，步骤2具体包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种基于nfc的无源便携多种类农药检测系统，包括电路模块(1)和与电路模块(1)连接的电极(2)，其特征在于，所述的电路模块(1)包括基底(1-1)和布置在基底(1-1)上并依次连接的nfc线圈天线(1-2)、nfc模块(1-3)、主控模块(1-4)、dac模块(1-5)和双通道恒电位模块(1-6)；
2.如权利要求1所述的基于nfc的无源便携多种类农药检测系统，其特征在于，所述的电极(2)包括第一电极(2-1)和第二电极(2-2)，所述的第一电极(2-1)和第二电极(2-2)分别通过外接引脚模块(1-9)与双通道恒电位模块(1-6)连接。
3.如权利要求2所述的基于nfc的无源便携多种类农药检测系统，其特征在于，所述的第一...
【专利技术属性】
技术研发人员：房鼎益，郑超，张泷泷，贺国荣，徐丹，陈晓江，吴骐，张文彦，谢亚雄，
申请(专利权)人：西北大学，
类型：发明
国别省市：
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