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摘 要

西瓜是夏季消暑的流行水果，好的西瓜清爽可口，深受消费者喜爱。而生活中挑选品质合适的西瓜往往需要一定的经验，做出的判断也是不精确的，同时西瓜的品质检测对种植者和运输者也有很大意义。本文通过检测西瓜品质，这里主要是指成熟度，对整个西瓜从培育到运输到销售中细节的优化，尽可能确保西瓜送到消费者手上时是最优品质。

根据前人的研究报告，目前存在的西瓜检测方法很多，但是实际应用还不成熟。其中使用振动法测量某些西瓜品质指标的研究比较多，也有不少实际检测系统被设计了出来，这种方法相对成熟。本文设计了一种采集振动加速度信号进行分析的西瓜品质检测系统。系统使用压电式加速度传感器，通过采集振动加速度信号，并对信号进行分析处理，得到西瓜的基频，最后得出成熟度指标，并参考前人的参数指标判断西瓜是否成熟。本系统包含测量、采集、处理、显示功能，体积小，便携性高，数据处理速度快。

关键词：西瓜成熟度 压电式传感器 无损检测 便携

Design of Watermelon Quality Inspection System based on the Piezoelectric acceleration sensor

Abstract

Watermelon is a popular fruit in summer,quenching people’s thirst. Good watermelon is fresh and delicious,well received by consumers. And the selection of appropriate quality watermelon often need some experience. Even if the judgment is made,it is inaccurate. At the same time watermelon quality testing is also significant for growers and transporters. The starting point of this paper is using the detection of watermelon quality which refers to maturity to optimize the entire process from cultivation to transportation to sales. As far as possible to ensure that watermelons sent to the hands of consumers is the best quality.

Based on previous research reports, there are many watermelon detection methods, but the practical application is not yet mature. The use of vibration measurement of some watermelon quality indicators of more research, there are many actual detection system is designed out, this method is relatively mature. By collecting the vibration acceleration signal and analyzing and processing the signal, the basic frequency of the watermelon is obtained, and finally the maturity index is obtained, and the parameters of the predecessor are used to judge whether the watermelon is mature. The system has measurement, acquisition, processing and display function. It has small size, high portability, fast data conversion.

Key words: watermelon maturity; piezoelectric sensor; nondestructive testing; portability;

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 西瓜概述 1

1.2 西瓜品质检测的意义 1

第二章 检测方案分析 3

2.1 西瓜品质指标的研究 3

2.1.1 综述 3

2.1.2 国外学者对西瓜品质指标的研究 3

2.1.3 国内学者对西瓜品质指标的研究 4

2.2 西瓜品质检测的几种方法及其对比 5

2.2.1 利用密度进行西瓜品质检测 5

2.2.2 利用光学特性进行西瓜品质检测 5

2.2.3 利用电学特性进行西瓜品质检测 6

2.2.4 利用核磁共振成像技术进行西瓜品质检测 6

2.2.5 利用西瓜的声学和振动学特性的检测方案 6

2.2.6 各种检测方法对比 7

2.3 本系统采用的检测方式 8

第三章 西瓜成熟度无损检测仪器硬件设计 10

3.1 系统硬件组成 10

3.2 系统硬件选型 10

3.2.1 主控芯片 10

3.2.2 加速度传感器 10

3.2.3 模数转换芯片 11

3.2.4 显示模块 11

3.3 系统硬件电路设计 12

3.3.1 信号调理电路 12

3.3.2 信号采集电路 13

3.3.3 液晶显示电路 13

3.3.4 按键电路 14

3.3.5 系统电源电路 14

3.3.6 程序下载电路 15

第四章 西瓜成熟度无损检测仪器软件设计 16

4.1 系统软件开发工具 16

4.1.1 集成开发环境 16

4.1.2 代码框架生成软件 16

4.2 系统程序流程设计 17

4.3 模块软件驱动设计 18

4.3.1 FSMC功能 18

4.3.2 AD7606数据采集驱动 20

4.3.3 LCD显示模块驱动 22

4.3.4 GUI驱动移植 23

4.4 数据处理与结果显示 23

4.4.1 采集数据分析方式 23

4.4.2 FFT算法的使用要点 24

4.4.3 使用官方DSP库实现FFT 24

4.4.4 输入质量数据并计算成熟度指数 27

4.4.5 数据显示 27

结语 28

参考文献 29

致谢 31

附录：西瓜成熟度检测电路原理图 32

第一章 绪论

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