CN111007026A - 一种基于光谱芯片的食品新鲜度检测系统及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于光谱芯片的食品新鲜度检测系统，包括：主机、安装在主机壳体内部的光源、食品样品盛放装置、光谱芯片，主机上设置有数据处理模块，光源、光谱芯片分别与主机连接；光源提供近紫外、可见到近红外全波段的光源照明；食品样品盛放装置用于盛放食品样品；数据处理模块内包含有食品样品光谱数据模块和匹配识别模块，光谱芯片用于采集经过光源照射后待检测食品样品的光谱信息；本发明的优点是：对食品无损检测，利用光谱芯片获取食品的物化信息，包括食品新鲜度，通过数据处理系统获取蔬果新鲜度百分比，另外，光谱芯片能量利用率高、尺寸小、检测结构简单、精准度高、操作便捷、检测速度快、对食品无损坏。

Description

一种基于光谱芯片的食品新鲜度检测系统及检测方法

技术领域

本发明涉及光谱识别技术领域，具体涉及一种基于光谱芯片的食品新鲜度检测系统及检测方法。

背景技术

食品是人类赖以生存、发展的基础，食品安全直接关系到人类的生命健康，误食腐败、发霉的食品极易发生食物中毒，中毒严重者可能还可能失去生命，因此对食品新鲜度的检测一直是社会关注的焦点问题。目前的检测方法除了人们通过实际经验识别食品外表，进行感官判断给出其新鲜度外，还采用图像采集设备获取食品图像法，以及气味检测装置对食品腐烂过程中所释放出的气体进行检测，这些检测方法无法提前获取食品新鲜度信息，具有灵敏度低、检测速度慢、准确性差等缺点。因此，利用光谱法可以实现食品的快速、准确、无损检测。但目前光谱芯片器又具有体积较大、价格昂贵、不便于携带等弊端，也为光谱法食品安全检测的普及带来较大困难。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种基于光谱芯片的食品新鲜度检测系统及检测方法，利用尺寸、厚度均为微米量级的光谱芯片实现食品新鲜度的定量、无损、快速、高效检测，以解决上述现有技术的不足。

本发明提供的基于光谱芯片的食品新鲜度检测系统包括：主机、安装在主机壳体内部的光源、食品样品盛放装置、光谱芯片，主机上设置有数据处理模块，光源、光谱芯片分别与主机连接；

主机用于对光源的光源开关、光谱芯片的光谱采集、数据处理模块的光谱采集进行指令控制；

光源的波长范围在350-2500nm，提供近紫外、可见到近红外全波段的光源照明；

食品样品盛放装置用于盛放食品样品；

数据处理模块内包含有食品样品光谱数据模块和匹配识别模块，食品样品光谱数据模块用于储存已知食品样品的光谱数据，匹配识别模块用于对光谱芯片所采集的光谱进行处理分析并与食品样品光谱数据模块内的数据相匹配，得出有关食品样品的信息并传递给主机，匹配识别模块内包含有食品新鲜度标准模块，食品新鲜度标准模块制定的新鲜度％＝食品检测时的光谱/(食品最新鲜时的光谱-食品腐烂时的光谱)，利用该定量标准可获得食品新鲜度的百分比，食品新鲜度用百分比表示，100％表示新鲜，0％表示已经腐烂变质，计算依据食品的光谱数据变化；

光谱芯片用于采集经过光源照射后待检测食品样品的光谱信息；光谱芯片包括：光学聚集镜器件、光谱调制模组、探测器、光谱解调模组、光谱显示控制模组、光谱分析模组和分析结果显示模组；

其中，光学聚集镜器件用于接收经过外界光源激发或者自身向外辐射光信号的待测物质发射光谱的光谱信号；

其中，光谱调制模组包括：光谱材料模块，光谱材料模块用于调制光谱信息强度和对应像素位置信息以及接收待测物质发射光谱信号，将接收到的光谱信号进行区域化光谱调制，不同区域会得到不同的光谱调制信息，其中，光谱材料模块所使用的光谱调制材料根据调制材料的调制特性，通过不同光谱调制材料后，入射光谱信号会产生不同的光谱信息，上述光谱强度信息由探测器接收；

其中，探测器用于探测光谱调制模组中经光谱材料模块调制后光谱信息强度和对应像素位置信息；

其中，光谱解调模组包括光谱强度及位置采集模块和光谱信息解调模块，光谱强度及位置采集模块用于获取探测器探测到的光谱信息，光谱信息解调模块用于反演待测物光谱信息；

其中，光谱显示控制模组包括光谱芯片系统控制模块、光谱数据显示模块、光谱数据存储模块，光谱芯片系统控制模块用于控制整个系统开关及工作参数，光谱数据显示模块用于实时显示探测光谱曲线，光谱数据存储模块用于存储探测到的光谱信息原始数据；

其中，光谱分析模组利用光谱数据处理算法处理光谱显示及控制模组中采集到的光谱数据，光谱数据处理算法包括：

其中， i为标注光谱中光谱信息强度，n为总波段数，m_ij为光谱库中的对应像素位置信息，x为采集到的光谱数据；

其中，分析结果显示模组，包括数据显示模块和数据结果存储模块，数据显示模块用于显示光谱分析模组的结果显示，数据结果存储模块用于显示光谱分析模组的信息存储。

作为优选，食品样品光谱数据模块包含有食品新鲜度的数据库，数据库是利用光谱芯片获得待测食品在最新鲜时刻的散射光谱信息，再经过食品腐败周期后获取食品腐败时的散射光谱信息，得到能够反应出待测食品新鲜度的光谱演化行为，构成信息处理模块的数据库，匹配识别模块对食品样品的光谱进行检测后，再与数据库数据比对获得相应的食品新鲜度，该数据库利用中国专利申请CN110361368A，进行数据库的建立。

作为优选，探测器选用QHYCCDD的一款QHY5-II型号，采用QHY5-II相机1/2英寸黑白版传感器。

本发明另一个目的是提供的一种食品新鲜度的光谱的检测方法，具体包括以下步骤：

步骤S1：将食品样品放于食品样品盛放装置上，调整光源与食品样品盛放装置之间的距离，以便光谱芯片进行光谱采集；

步骤S2：主机开始自检，自检正常后，利用主机发出检测指令，光谱芯片与数据处理模块处于预热待机状态；

步骤S3：光源接受到开启指令后，光源发出近紫外到近红外光照到食品样品上，食品样品接受到光源照射，入射光在食品样品表面形成漫反射；同时启动光谱芯片，采集食品样品对光源散射带有新鲜度信息的光波，由食品样品散射回来的光波导入光谱芯片中，经过光谱芯片分光后获取食品样品的光谱，光谱数据被采集后，进入数据处理模块，数据处理模块的食品样品光谱数据模块将储存的已知食品样品光谱数据，通过匹配识别模块对光谱芯片所采集的光谱进行处理分析，并与食品样品光谱数据模块内的数据相匹配，迅速识别食品样品；

步骤S4：食品样品识别成功后，利用食品新鲜度标准模块判断出食品样品的新鲜度，并再次与食品样品光谱数据模块的数据库光谱比对，最终获得食品的新鲜度信息。

作为优选，在步骤S4中食品样品物化信息的散射光谱信号通过反演方法进行数据处理，并与数据库光谱比对，最终获得食品的新鲜度信息。

作为优选，在步骤S3中光谱芯片采集的步骤为：

S31：利用光学聚集镜器件接收经过外界光源激发或者自身向外辐射光信号的待测物质发射光谱的光谱信号；

S32：利用光谱调制模组的光谱材料模块调制光谱信息强度和对应像素位置信息以及接收待测物质发射光谱信号，将接收到的光谱信号进行区域化光谱调制，不同区域会得到不同的光谱调制信息，其中，光谱材料模块所使用的光谱调制材料根据调制材料的调制特性，通过不同光谱调制材料后，入射光谱信号会产生不同的光谱信息，上述光谱强度信息由探测器接收；

S33：利用探测器探测光谱调制模组中经光谱材料模块调制后光谱信息强度和对应像素位置信息；

S34：利用光谱解调模组的光谱强度及位置采集模块获取探测器探测到的光谱信息，利用光谱解调模组的光谱信息解调模块反演待测物光谱信息；

S35：利用光谱显示控制模组的光谱芯片系统控制模块控制整个系统开关及工作参数，利用光谱显示控制模组的光谱数据显示模块实时显示探测光谱曲线，利用光谱显示控制模组的光谱数据存储模块存储探测到的光谱信息原始数据；

S36：光谱分析模组利用光谱数据处理算法处理光谱显示及控制模组中采集到的光谱数据，光谱数据处理算法包括：

其中，i 为标注光谱中光谱信息强度，n为总波段数，m_ij为光谱库中的对应像素位置信息， x为采集到的光谱数据；

S37：利用分析结果显示模组的数据显示模块显示光谱分析模组的结果显示，利用分析结果显示模组的数据结果存储模块显示光谱分析模组的信息存储。

本发明的优点及积极效果是：

1、本发明利用光谱芯片所采集的食品光谱信息作为判断食品新鲜度的标准，通过光谱数据反演，再与数据库信息比对，最终实现食品新鲜度的无损、定量检测。光谱检测技术不但能够在可见光波段范围内实现外观检测，同时还能在紫外或近红外波段反映出食品的内部质量问题，具有较强的可靠性，另外本发明制定食品的新鲜度标准为：食品检测时的光谱/(食品最新鲜时的光谱-食品腐烂时的光谱)，利用该定量标准可获得食品新鲜度的百分比。

2、本发明实现了食品新鲜度的定量、无损、快速、高效检测，本发明提出的食品新鲜度的光谱检测系统，利用宽光谱范围的光源激发食品，再通过光谱芯片获得能够反应出食品新鲜度的光谱信息，结合数据处理系统构成低成本、超便捷式的新鲜度光谱检测装置。

3、本发明的光谱芯片包括棱镜光谱芯片、衍射光栅光谱芯片、干涉光谱芯片，针对不同波段以及光谱分辨率需求，调整光谱芯片种类，以获得能够反应食品新鲜度的最佳光谱信息，其光谱范围包括从紫外到近红外整个波段，分辨率达到纳米量级。

4、本发明的食品新鲜度的光谱检测系统，结构简单、操作便捷、检测速度快、精准度高，对食品无损检测，利用光谱芯片获取食品的物化信息，包括食品新鲜度，通过数据处理系统获取蔬果新鲜度百分比。本发明为食品新鲜度提供了定量标准，也为人们选择安全食品提供科学、有力的技术支持。另外本发明涉及到的食品新鲜度数据库为人们食品安全问题提供了难以估量的价值。

5、本发明的光谱芯片具有能量利用率在80％以上、光谱范围广、体积小、具有较高光谱分辨率的同时具有空间分辨率，重量轻、结构简单、操作便捷、检测速度快，通过解调待测物质光谱信息获取了物质的化学组成成分，为人们选择日常生活用品以及食品安全等方面提供科学、有力的技术支持。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为根据本发明实施例的光谱检测系统的示意框图。

图2为根据本发明实施例的光谱检测系统的流程图。

图3为根据本发明实施例的四个时间段的菠菜照片。

图4为根据本发明实施例的菠菜在四个时间段的荧光光谱图。

图5为根据本发明实施例的菠菜在四个时间段的散射光谱图。

图6为根据本发明实施例的的成像光谱芯片原理图。

其中的附图标记包括：光源1、食品样品盛放装置2、光谱芯片3、数据处理模块4。

具体实施方式

在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。

实施例1

参阅图1-6，本发明的食品新鲜度的光谱检测系统包括：主机、安装在主机壳体内部的光源1、食品样品盛放装置2、光谱芯片3，主机上设置有数据处理模块4，光源1、光谱芯片3分别与主机连接；

主机用于对光源1的光源开关、光谱芯片3的光谱采集、数据处理模块4 的光谱采集进行指令控制；

光源1的波长范围在350-2500nm，提供近紫外、可见到近红外全波段的光源照明；

食品样品盛放装置2用于盛放食品样品；

数据处理模块4内包含有食品样品光谱数据模块和匹配识别模块，食品样品光谱数据模块用于储存已知食品样品的光谱数据，匹配识别模块用于对光谱芯片所采集的光谱进行处理分析并与食品样品光谱数据模块内的数据相匹配，得出有关食品样品的信息并传递给主机，匹配识别模块内包含有食品新鲜度标准模块，食品新鲜度标准模块制定的新鲜度％＝食品检测时的光谱/(食品最新鲜时的光谱-食品腐烂时的光谱)，利用该定量标准可获得食品新鲜度的百分比，食品新鲜度用百分比表示，100％表示新鲜，0％表示已经腐烂变质，计算依据食品的光谱数据变化；

光谱芯片3用于采集经过光源照射后待检测食品样品的光谱信息；光谱芯片尺寸为4.5mm×4.5mm，厚度为100μm，光谱范围为200nm～1100nm，光谱分辨率为10nm，数据采集时间为1ms，光谱芯片3包括：光学聚集镜器件、光谱调制模组、探测器、光谱解调模组、光谱显示控制模组、光谱分析模组和分析结果显示模组；

其中，光学聚集镜器件用于接收经过外界光源激发或者自身向外辐射光信号的待测物质发射光谱的光谱信号；

其中，光谱调制模组包括：光谱材料模块，光谱材料模块用于调制光谱信息强度和对应像素位置信息以及接收待测物质发射光谱信号，将接收到的光谱信号进行区域化光谱调制，不同区域会得到不同的光谱调制信息，其中，光谱材料模块所使用的光谱调制材料根据调制材料的调制特性，通过不同光谱调制材料后，入射光谱信号会产生不同的光谱信息，上述光谱强度信息由探测器接收；

其中，探测器用于探测光谱调制模组中经光谱材料模块调制后光谱信息强度和对应像素位置信息；

其中，光谱解调模组包括光谱强度及位置采集模块和光谱信息解调模块，光谱强度及位置采集模块用于获取探测器探测到的光谱信息，光谱信息解调模块用于反演待测物光谱信息；

其中，光谱显示控制模组包括光谱芯片系统控制模块、光谱数据显示模块、光谱数据存储模块，光谱芯片系统控制模块用于控制整个系统开关及工作参数，光谱数据显示模块用于实时显示探测光谱曲线，光谱数据存储模块用于存储探测到的光谱信息原始数据；

其中，光谱分析模组利用光谱数据处理算法处理光谱显示及控制模组中采集到的光谱数据，光谱数据处理算法包括：

其中， i为标注光谱中光谱信息强度，n为总波段数，m_ij为光谱库中的对应像素位置信息，x为采集到的光谱数据；

其中，分析结果显示模组，包括数据显示模块和数据结果存储模块，数据显示模块用于显示光谱分析模组的结果显示，数据结果存储模块用于显示光谱分析模组的信息存储。

其中，探测器选用QHYCCDD的一款QHY5-II型号，采用QHY5-II相机 1/2英寸黑白版传感器。

本实施例中的食品样品光谱数据模块包含有食品新鲜度的数据库，数据库是利用光谱芯片获得待测食品在最新鲜时刻的散射光谱信息，再经过食品腐败周期后获取食品腐败时的散射光谱信息，得到能够反应出待测食品新鲜度的光谱演化行为，构成信息处理模块的数据库，匹配识别模块对食品样品的光谱进行检测后，再与数据库数据比对获得相应的食品新鲜度，该数据库利用中国专利申请CN110361368A，进行数据库的建立。

实施例2

本发明的食品新鲜度的光谱的检测方法，包括以下步骤：

步骤S1：将食品样品放于食品样品盛放装置上，调整光源与食品样品盛放装置之间的距离，以便光谱芯片进行光谱采集；

步骤S2：主机开始自检，自检正常后，利用主机发出检测指令，光谱芯片与数据处理模块处于预热待机状态；

步骤S3：光源接受到开启指令后，光源发出近紫外到近红外光照到食品样品上，食品样品接受到光源照射，入射光在食品样品表面形成漫反射；同时启动光谱芯片，采集食品样品对光源散射带有新鲜度信息的光波，由食品样品散射回来的光波导入光谱芯片中，经过光谱芯片分光后获取食品样品的光谱，光谱数据被采集后，进入数据处理模块，数据处理模块的食品样品光谱数据模块将储存的已知食品样品光谱数据，通过匹配识别模块对光谱芯片所采集的光谱进行处理分析，并与食品样品光谱数据模块内的数据相匹配，迅速识别食品样品；

其中，光谱芯片采集的步骤为：

S31：利用光学聚集镜器件接收经过外界光源激发或者自身向外辐射光信号的待测物质发射光谱的光谱信号；

S32：利用光谱调制模组的光谱材料模块调制光谱信息强度和对应像素位置信息以及接收待测物质发射光谱信号，将接收到的光谱信号进行区域化光谱调制，不同区域会得到不同的光谱调制信息，其中，光谱材料模块所使用的光谱调制材料根据调制材料的调制特性，通过不同光谱调制材料后，入射光谱信号会产生不同的光谱信息，上述光谱强度信息由探测器接收；

S33：利用探测器探测光谱调制模组中经光谱材料模块调制后光谱信息强度和对应像素位置信息；

S34：利用光谱解调模组的光谱强度及位置采集模块获取探测器探测到的光谱信息，利用光谱解调模组的光谱信息解调模块反演待测物光谱信息；

S35：利用光谱显示控制模组的光谱芯片系统控制模块控制整个系统开关及工作参数，利用光谱显示控制模组的光谱数据显示模块实时显示探测光谱曲线，利用光谱显示控制模组的光谱数据存储模块存储探测到的光谱信息原始数据；

S36：光谱分析模组利用光谱数据处理算法处理光谱显示及控制模组中采集到的光谱数据，光谱数据处理算法包括：

其中，i 为标注光谱中光谱信息强度，n为总波段数，m_ij为光谱库中的对应像素位置信息， x为采集到的光谱数据；

S37：利用分析结果显示模组的数据显示模块显示光谱分析模组的结果显示，利用分析结果显示模组的数据结果存储模块显示光谱分析模组的信息存储；

步骤S4：食品样品识别成功后，利用食品新鲜度标准模块判断出食品样品的新鲜度，并再次与食品样品光谱数据模块的数据库光谱比对，最终获得食品的新鲜度信息，其中，食品样品物化信息的散射光谱信号通过反演方法进行数据处理，并与数据库光谱比对，最终获得食品的新鲜度信息。

实施例3

参阅图3-5，光源1选择LED紫外灯，波长设为380nm，辐照强度为650μW，照度104Lux光源均匀度为70％以上，当光源与食品样品2距离为30cm时，其光斑大小为13cm2，该光波与食品样品2相互作用后发生散射，此时散射光谱反应了食品样品2的物化信息，其中包括食品的新鲜度，且肉眼看为蓝光；

利用光谱芯片3采集反射光谱，光谱芯片光谱范围为200nm～1100nm，分辨率为0.8nm，当食品样品2的散射光波由光纤导入光谱芯片3中，进行分光，获取光谱信息，其余步骤与实施例2相同。

实施例4

参阅图3-5，光源1选择近红外光波，其余步骤与实施例2相同。

实施例5

参阅图3-5，光源1选择可见光波，其余步骤与实施例2相同。

实施例6

激发光源选择近红外光源，波长为950nm，待测食品选择绿叶蔬菜，当激发光源与待测食品距离调整到20cm时，激发待测食品的散射光谱，此时散射光谱携带了待测食品的新鲜度信息。

利用光谱芯片采集散射光谱，光谱芯片尺寸为4.5mm×4.5mm，厚度为100μm，光谱范围为200nm～1100nm，光谱分辨率为10nm，数据采集时间为1ms，光谱芯片获取待测食品的散射光谱，并进行分光，再利用信息处理模块结合数据库对光谱数据进行比对，最终获得食品的新鲜度，其余步骤与实施例2相同。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种基于光谱芯片的食品新鲜度检测系统，其特征在于，包括：主机、安装在主机壳体内部的光源、食品样品盛放装置、光谱芯片，所述主机上设置有数据处理模块，所述光源、光谱芯片分别与所述主机连接；

所述主机用于对光源的光源开关、光谱芯片的光谱采集、数据处理模块的光谱采集进行指令控制；

所述光源的波长范围在350-2500nm，提供近紫外、可见到近红外全波段的光源照明；

所述食品样品盛放装置用于盛放食品样品；

所述数据处理模块内包含有食品样品光谱数据模块和匹配识别模块，所述食品样品光谱数据模块用于储存已知食品样品的光谱数据，所述匹配识别模块用于对所述光谱芯片所采集的光谱进行处理分析并与食品样品光谱数据模块内的数据相匹配，得出有关食品样品的信息并传递给所述主机，所述匹配识别模块内包含有食品新鲜度标准模块，所述食品新鲜度标准模块制定的新鲜度％＝食品检测时的光谱/(食品最新鲜时的光谱-食品腐烂时的光谱)，利用该定量标准可获得食品新鲜度的百分比，食品新鲜度用百分比表示，100％表示新鲜，0％表示已经腐烂变质，计算依据食品的光谱数据变化；

所述光谱芯片用于采集经过光源照射后待检测食品样品的光谱信息；所述光谱芯片包括：光学聚集镜器件、光谱调制模组、探测器、光谱解调模组、光谱显示控制模组、光谱分析模组和分析结果显示模组；

其中，所述光学聚集镜器件用于接收经过外界光源激发或者自身向外辐射光信号的待测物质发射光谱的光谱信号；

其中，所述光谱调制模组包括：光谱材料模块，所述光谱材料模块用于调制光谱信息强度和对应像素位置信息以及接收待测物质发射光谱信号，将接收到的光谱信号进行区域化光谱调制，不同区域会得到不同的光谱调制信息，其中，所述光谱材料模块所使用的光谱调制材料根据调制材料的调制特性，通过不同光谱调制材料后，入射光谱信号会产生不同的光谱信息，上述光谱强度信息由探测器接收；

其中，所述探测器用于探测所述光谱调制模组中经光谱材料模块调制后光谱信息强度和对应像素位置信息；

其中，所述光谱解调模组包括光谱强度及位置采集模块和光谱信息解调模块，所述光谱强度及位置采集模块用于获取所述探测器探测到的光谱信息，所述光谱信息解调模块用于反演待测物光谱信息；

其中，所述光谱显示控制模组包括光谱芯片系统控制模块、光谱数据显示模块、光谱数据存储模块，所述光谱芯片系统控制模块用于控制整个系统开关及工作参数，所述光谱数据显示模块用于实时显示探测光谱曲线，所述光谱数据存储模块用于存储探测到的光谱信息原始数据；

其中，所述光谱分析模组利用光谱数据处理算法处理光谱显示及控制模组中采集到的光谱数据，所述光谱数据处理算法包括：

其中，i为标注光谱中光谱信息强度，n为总波段数，m_ij为光谱库中的对应像素位置信息，x为采集到的光谱数据；

其中，所述分析结果显示模组，包括数据显示模块和数据结果存储模块，所述数据显示模块用于显示光谱分析模组的结果显示，所述数据结果存储模块用于显示光谱分析模组的信息存储。

2.根据权利要求1所述的一种基于光谱芯片的食品新鲜度检测系统，其特征在于，所述食品样品光谱数据模块包含有食品新鲜度的数据库，所述数据库是利用光谱芯片获得待测食品在最新鲜时刻的散射光谱信息，再经过食品腐败周期后获取食品腐败时的散射光谱信息，得到能够反应出待测食品新鲜度的光谱演化行为，构成信息处理模块的数据库，匹配识别模块对食品样品的光谱进行检测后，再与数据库数据比对获得相应的食品新鲜度。

3.根据权利要求1所述的食品新鲜度的光谱检测系统，其特征在于，所述探测器选用QHYCCDD的一款QHY5-II型号，采用QHY5-II相机1/2英寸黑白版传感器。

4.一种食品新鲜度的光谱的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：将食品样品放于食品样品盛放装置上，调整光源与食品样品盛放装置之间的距离，以便光谱芯片进行光谱采集；

步骤S2：主机开始自检，自检正常后，利用主机发出检测指令，光谱芯片与数据处理模块处于预热待机状态；

步骤S3：光源接受到开启指令后，光源发出近紫外到近红外光照到食品样品上，食品样品接受到光源照射，入射光在食品样品表面形成漫反射；同时启动光谱芯片，采集食品样品对光源散射带有新鲜度信息的光波，由食品样品散射回来的光波导入光谱芯片中，经过光谱芯片分光后获取食品样品的光谱，光谱数据被采集后，进入数据处理模块，数据处理模块的食品样品光谱数据模块将储存的已知食品样品光谱数据，通过匹配识别模块对所述光谱芯片所采集的光谱进行处理分析，并与食品样品光谱数据模块内的数据相匹配，迅速识别食品样品；

步骤S4：食品样品识别成功后，利用食品新鲜度标准模块判断出食品样品的新鲜度，并再次与食品样品光谱数据模块的数据库光谱比对，最终获得食品的新鲜度信息。

5.根据权利要求4所述的食品新鲜度的光谱的检测方法，其特征在于，在所述步骤S4中食品样品物化信息的散射光谱信号通过反演方法进行数据处理，并与数据库光谱比对，最终获得食品的新鲜度信息。

6.根据权利要求4所述的食品新鲜度的光谱的检测方法，其特征在于，在所述步骤S3中光谱芯片采集的步骤为：

S31：利用光学聚集镜器件接收经过外界光源激发或者自身向外辐射光信号的待测物质发射光谱的光谱信号；

S32：利用光谱调制模组的光谱材料模块调制光谱信息强度和对应像素位置信息以及接收待测物质发射光谱信号，将接收到的光谱信号进行区域化光谱调制，不同区域会得到不同的光谱调制信息，其中，所述光谱材料模块所使用的光谱调制材料根据调制材料的调制特性，通过不同光谱调制材料后，入射光谱信号会产生不同的光谱信息，上述光谱强度信息由探测器接收；

S33：利用探测器探测所述光谱调制模组中经光谱材料模块调制后光谱信息强度和对应像素位置信息；

S34：利用光谱解调模组的光谱强度及位置采集模块获取所述探测器探测到的光谱信息，利用光谱解调模组的光谱信息解调模块反演待测物光谱信息；

S35：利用光谱显示控制模组的光谱芯片系统控制模块控制整个系统开关及工作参数，利用光谱显示控制模组的光谱数据显示模块实时显示探测光谱曲线，利用光谱显示控制模组的光谱数据存储模块存储探测到的光谱信息原始数据；

S36：光谱分析模组利用光谱数据处理算法处理光谱显示及控制模组中采集到的光谱数据，所述光谱数据处理算法包括：

其中，i为标注光谱中光谱信息强度，n为总波段数，m_ij为光谱库中的对应像素位置信息，x为采集到的光谱数据；

S37：利用分析结果显示模组的数据显示模块显示光谱分析模组的结果显示，利用分析结果显示模组的数据结果存储模块显示光谱分析模组的信息存储。

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