CN109459499A - 一种基于stm32的西瓜熟度快速检测仪及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及农业检测技术领域，具体涉及一种基于STM32的西瓜熟度快速检测仪及方法，所述检测仪包括声音传感器、微控制器和显示设备，所述检测方法将声音传感器紧贴西瓜，微处理器准备采集声音数据；用橡胶锤敲击西瓜，声音传感器将西瓜声音转变为电信号；电信号经过微控制器的模数转换后变为数字信号，存储在微控制器存储单元；微控制器将数字信号从时域信息转化为频域信息；分析频域信息，从主频对应西瓜熟度的数字1‑9；将西瓜熟度数字送显示设备显示，显示设备采用一位数码管，本发明能将声音信号从时域转变为频域，获取到西瓜的振动频率，经过智能判断，得到西瓜的熟度，然后数码管显示，为西瓜田间收获、选购西瓜提供形象直观的数据支持。

Description

一种基于STM32的西瓜熟度快速检测仪及方法
技术领域
本发明涉及农业检测技术领域，具体涉及一种基于STM32的西瓜熟度快速检测仪及方法。
背景技术
西瓜果肉味甜，炎炎夏季一口西瓜可以降温去暑。
西瓜田间收获、选购西瓜都需要判断西瓜熟度。
西瓜成熟度的判断技术有：听声音法、形态观察法、手摸法、瓜柄检查法、比重法。
听声音法：用手轻敲瓜皮时发出“嘭嘭”低浊音的为成熟瓜，发出“咚咚”清脆声音的是未成熟瓜。但是，对买瓜的群众要求比较高，没有丰富经验的可能无法听出区别，判断不出习惯的熟度。因此有必要开发西瓜熟度快速检测仪。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明公开了一种基于STM32的西瓜熟度快速检测仪及方法，本发明能将声音信号从时域转变为频域，获取到西瓜的振动频率，经过智能判断，得到西瓜的熟度，然后数码管显示，为西瓜田间收获、选购西瓜提供形象直观的数据支持。
本发明通过以下技术方案予以实现：
一种基于STM32的西瓜熟度快速检测仪，包括平台和锤子，所述锤子活动悬挂于所述平台上方，所述平台上放置待测西瓜；其特征在于：包括声音传感器、微控制器和显示设备，所述声音传感器与所述西瓜接触，所述声音传感器与所述微控制器的信号输入端相连，所述显示设备与所述微控制器相连。
优选的，所述声音传感器包括敏感元件、隔离电路和放大电路；所述敏感元件由咪头和电阻组成，所述隔离电路由0.1uf电容构成，所述放大电路由低噪声可变增益仪表放大器AD623构成。
优选的，所述敏感元件将声音信号转换成电信号；所述隔离电路隔离直流信号，通过音频信号；所述放大电路将音频信号放大，其放大倍数为20倍。
优选的，所述微控制器采用STM32F103C8T6芯片，工作电压是3.3V，最高时钟频率是72MHz，内部有12位的模数转换器ADC。
优选的，所述微控制器最小系统包括3.3V工作电源；10k电阻和104电容构成的上电复位电路；8MHz晶振和22pF电容构成的外部高速晶振电路；由32.768K的晶振和22pF电容构成的外部低速晶振电路，其做为RTC时钟源，声音信号经过微控制器内部12位的模数转换器ADC转化为数字信号。
优选的，所述显示设备有1位7段数码管构成，显示数字0-9；单片机与数码管中间接200欧姆的限流电阻。
一种基于STM32的西瓜熟度快速检测方法，所述检测方法使用上述的检测仪，其特征在于：所述检测方法包括以下步骤：
S1将声音传感器紧贴西瓜，微处理器准备采集声音数据；
S2用橡胶锤敲击西瓜，西瓜发出声音，声音传感器将西瓜声音转变为电信号；
S3电信号经过微控制器的模数转换后变为数字信号，存储在微控制器存储单元；
S4微控制器通过快速傅立叶变化，将数字信号从时域信息转化为频域信息；
S5分析频域信息，得到西瓜的主频，从主频对应西瓜熟度的数字1-9；
S6将西瓜熟度数字送显示设备显示，显示设备采用一位数码管。
优选的，西瓜熟读的数字分别代表：1、2、3表示“生”瓜；4、5表示“适熟”瓜；数字为6表示熟度刚好的“熟”瓜；7、8、9则表示“过熟”瓜。
本发明的有益效果为：
本发明能将声音信号从时域转变为频域，获取到西瓜的振动频率，经过智能判断，得到西瓜的熟度，然后数码管显示，为西瓜田间收获、选购西瓜提供形象直观的数据支持，具有很强的创造性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明检测仪的系统框图；
图2是本发明的硬件电路图；
图3是本发明的检测方法的原理框图；
图中的标号分别代表：
1、西瓜；2、平台；3、声音传感器；4、显示设备；5、微控制器；6、锤子。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1所示的一种基于STM32的西瓜熟度快速检测仪，包括平台2和锤子6，所述锤子6活动悬挂于所述平台2上方，所述平台2上放置待测西瓜1；包括声音传感器3、微控制器5和显示设备4，所述声音传感器3与所述西瓜1接触，所述声音传感器3与所述微控制器5的信号输入端相连，所述显示设备4与所述微控制器5相连。
参见图2，声音传感器3包括敏感元件、隔离电路和放大电路；所述敏感元件由咪头和电阻组成，所述隔离电路由0.1uf电容构成，所述放大电路由低噪声可变增益仪表放大器AD623构成。敏感元件将声音信号转换成电信号；所述隔离电路隔离直流信号，通过音频信号；所述放大电路将音频信号放大，其放大倍数为20倍。微控制器5采用STM32F103C8T6芯片，工作电压是3.3V，最高时钟频率是72MHz，内部有12位的模数转换器ADC。
微控制器5最小系统包括3.3V工作电源；10k电阻和104电容构成的上电复位电路；8MHz晶振和22pF电容构成的外部高速晶振电路；由32.768K的晶振和22pF电容构成的外部低速晶振电路，其做为RTC时钟源，声音信号经过微控制器5内部12位的模数转换器ADC转化为数字信号。
显示设备4有1位7段数码管构成，显示数字0-9；单片机与数码管中间接200欧姆的限流电阻。
微控制器5采用STM32F103C8T6芯片，工作电压3.3V，最高时钟频率可达72MHz，内部有12位的模数转换器ADC。微控制器5最小系统如下：3.3V工作电源；上电复位电路有10k电阻和104电容构成；外部高速晶振电路，1个8MHz晶振和2个22pF电容构成；外部低速晶振电路，由一个32.768K的晶振，2个22pF电容构成，做RTC时钟源声音信号经过微控制器5内部12位的模数转换器ADC转化为数字信号。
本实施例能将声音信号从时域转变为频域，获取到西瓜1的振动频率，经过智能判断，得到西瓜1的熟度，然后数码管显示。
实施例2
如图3所示的一种基于STM32的西瓜熟度快速检测方法，所述检测方法使用上述的检测仪，检测方法包括以下步骤：
S1将声音传感器3紧贴西瓜1，微处理器准备采集声音数据；
S2用橡胶锤敲击西瓜1，西瓜1发出声音，声音传感器3将西瓜1声音转变为电信号；
S3电信号经过微控制器5的模数转换后变为数字信号，存储在微控制器5存储单元；
S4微控制器5通过快速傅立叶变化，将数字信号从时域信息转化为频域信息；
S5分析频域信息，得到西瓜1的主频，从主频对应西瓜熟度的数字1-9；
S6将西瓜熟度数字送显示设备4显示，显示设备4采用一位数码管。
西瓜1熟读的数字分别代表：1、2、3表示“生”瓜；4、5表示“适熟”瓜；数字为6表示熟度刚好的“熟”瓜；7、8、9则表示“过熟”瓜。
本发明能将声音信号从时域转变为频域，获取到西瓜1的振动频率，经过智能判断，得到西瓜1的熟度，然后数码管显示，为西瓜1田间收获、选购西瓜1提供形象直观的数据支持，具有很强的创造性。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种基于STM32的西瓜熟度快速检测仪，包括平台和锤子，所述锤子活动悬挂于所述平台上方，所述平台上放置待测西瓜；其特征在于：包括声音传感器、微控制器和显示设备，所述声音传感器与所述西瓜接触，所述声音传感器与所述微控制器的信号输入端相连，所述显示设备与所述微控制器相连。
2.根据权利要求1所述的基于STM32的西瓜熟度快速检测仪，其特征在于：所述声音传感器包括敏感元件、隔离电路和放大电路；所述敏感元件由咪头和电阻组成，所述隔离电路由0.1uf电容构成，所述放大电路由低噪声可变增益仪表放大器AD623构成。
3.根据权利要求2所述的基于STM32的西瓜熟度快速检测仪，其特征在于：所述敏感元件将声音信号转换成电信号；所述隔离电路隔离直流信号，通过音频信号；所述放大电路将音频信号放大，其放大倍数为20倍。
4.根据权利要求1所述的基于STM32的西瓜熟度快速检测仪，其特征在于：所述微控制器采用STM32F103C8T6芯片，工作电压是3.3V，最高时钟频率是72MHz，内部有12位的模数转换器ADC。
5.根据权利要求1所述的基于STM32的西瓜熟度快速检测仪，其特征在于：所述微控制器最小系统包括3.3V工作电源；10k电阻和104电容构成的上电复位电路；8MHz晶振和22pF电容构成的外部高速晶振电路；由32.768K的晶振和22pF电容构成的外部低速晶振电路，其做为RTC时钟源，声音信号经过微控制器内部12位的模数转换器ADC转化为数字信号。
6.根据权利要求1所述的基于STM32的西瓜熟度快速检测仪，其特征在于：所述显示设备有1位7段数码管构成，显示数字0-9；单片机与数码管中间接200欧姆的限流电阻。
7.一种基于STM32的西瓜熟度快速检测方法，所述检测方法使用权利要求1-6任一项的检测仪，其特征在于：所述检测方法包括以下步骤：
S1将声音传感器紧贴西瓜，微处理器准备采集声音数据；
S2用橡胶锤敲击西瓜，西瓜发出声音，声音传感器将西瓜声音转变为电信号；
S3电信号经过微控制器的模数转换后变为数字信号，存储在微控制器存储单元；
S4微控制器通过快速傅立叶变化，将数字信号从时域信息转化为频域信息；
S5分析频域信息，得到西瓜的主频，从主频对应西瓜熟度的数字1-9；
S6将西瓜熟度数字送显示设备显示，显示设备采用一位数码管。
8.根据权利要求7所述的基于STM32的西瓜熟度快速检测方法，其特征在于：西瓜熟读的数字分别代表：1、2、3表示“生”瓜；4、5表示“适熟”瓜；数字为6表示熟度刚好的“熟”瓜；7、8、9则表示“过熟”瓜。
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