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基于阿里云应用的食品光谱分析安全检测方案

2020-06-09 15:46
21IC电子网
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背景

目前,全球正面临着新型冠状病毒疾病(COVID-19)大流行带来的前所未有的威胁。许多国家已采纳世界卫生组织(WHO)建议,将保持人与人之间的距离作为减少疾病传播的方法之一。许多企业也积极响应政府号召,鼓励员工在家办公、避免接触。虽然世卫组织明确了COVID-19不是食品安全问题,但此次疫情却给食品行业带来新的变化,切实推动了云服务在食品检测行业的发展。针对防疫所带来的更多基于云服务的大数据分析需求,食品检测行业需要新的解决方案来满足这一需求。对此,技术型分销商Excelpoint世健公司推出了基于阿里云应用的食品光谱分析安全检测方案。

云介入

食品行业应建立基于危害分析和关键控制点(HACCP)原则的食品安全管理体系(FSMS),以管理食品安全风险、防止食品污染。保持食品加工环境,云应用在食品安全检查的应用与实践,以及在互联网的应用日益广泛,食品安全领域监管和结构化数据与检测,机构结构化数据、小样本、分散式的碎片化数据,通过云应用进行快速收集、存储、分析和鉴别,很好地符合当前食品安全检测要求相类方案成为行业趋势。

解决方案

众所周知,因为时间带来的积累性氧化是食品变质的主要问题之一,以果汁、食用油为例,因为氧化而改变颜色、浓度和味道;食用油被污染或多次煎炸,会改变颜色和光谱谱线。

世健公司携手Microchip带来了基于阿里云平台开发,针对饮料、液态食品、食物添加剂等安全检测应用场景的解决方案。

食品安全检测原理是由LED发射出可见光,通过比色皿吸收后,在可见光部分有吸收,由传感器检测液体的光谱曲线,不同的液体在可见光谱段有不同的光谱曲线,模块检测其光谱数据,通过NB-IoT无线通信模块上传到阿里云物联网平台,经过样本学习及云计算来辨别种类。

本方案设计中使用了MICROCHIP公司基于ARM Cortex-M0+的超低功耗处理器作为主控平台运行本地数据采集和阿里云的通信协议,光谱传感器使用了ams公司的产品,LED光源采用首尔半导体的产品,无线连接采用的芯讯通NB-IOT模块具备覆盖广、支持海量连接、低功耗、低成本等多项优点。

方案具体介绍

设计框图

LED光源:首尔半导体的SUNLIKE系列

在可见光范围内有高质量的光谱输出。

光谱传感器:ams传感器在可见光到近红外部分(400nm-940nm)有18个检测点,每个波长的半峰宽是20nm。

MCU处理器:MICROCHIP的ATSAML21

SAML21硬件架构

超低功耗ARM Cortex-M0+MCU架构,运行频率高达48MHz;

工作模式下的功耗为35Ua/MHz,在睡眠模式下的功耗低于200nA;

集成高级模拟外设、高级PWM、灵活的SERCOM、USB、硬件触摸PTC加密引擎等;

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