基于SOPC的地沟油检测系统——大学生电子设计竞赛.doc

PAGE PAGE 5 湖北大学生电子设计竞赛ALTERA杯SOPC专题竞赛 设计报告 题 目：基于SOPC的地沟油检测系统 学 校：湖北民族学院 2012年10月19日 SOPC大赛设计原创性说明 本小组郑重声明：所提交的设计报告，是本小组成员在指导老师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容外，本设计报告不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本设计报告研究作出过重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。 本小组完全意识到本声明的法律后果由本小组承担。 设计报告作者签名： 2012年10月10日 目 录 TOC \o 1-3 \h \z \u 第一章 研究背景及基本检测原理 h 6 1.1 研究背景 h 6 1.2 现行的地沟油检测方法 h 6 1.2.1重金属检测法 h 6 1.2.2脂肪酸组成检测法 h 7 1.2.3胆固醇含量检测法 h 7 1.2.4薄层色谱法 h 7 1.2.5荧光测试法 h 7 1.2.6电导率检测法 h 8 1.3基本检测原理 h 8 1.3.1食用油与地沟油的电导率 h 8 第二章 系统设计方案及整体架构 h 10 2.1 电导率检测方案 h 10 2.1.1 相关检测技术 h 10 2.1.2锁定放大器 h 11 2.1.3 电导率信号转换方案 h 13 2..2 信号源设计方案 h 14 2.3中央处理部分设计方案 h 14 2.4 显示及输入设计方案 h 15 2.4.1 电阻式触摸屏 h 15 2.4.2 电容式触摸屏 h 15 2.5系统总体设计方案 h 16 2.5.1 系统整体设计方案框图 h 16 2.5.2 系统工作流程 h 16 2.5.3 系统功能与指标 h 17 第三章 地沟油检测系统的总体硬件架构 h 18 3.1 系统硬件组成框图 h 18 3.2系统硬件结构 h 19 3.2.1 检测电极部分 h 19 3.2.2 信号源部分 h 20 3.2.3 正交矢量型锁定放大器 h 21 3.2.4 CPU及外设接口 h 23 3.3 系统占用资源情况 h 24 第四章 地沟油检测系统的软件架构及实现 h 25 4.1 系统软件流程图 h 25 4.2 软件各部分分析 h 25 4.2.1 电导率值计算 h 25 4.2.2 判断地沟油 h 26 4.2.3 显示报警 h 26 第五章 系统测试方案及结果 h 27 5.1 电导率传感器检测校准方案 h 27 5.2 油脂萃取液水相电导率的测试 h 28 第六章系统改进方案及其工作的总结、展望 h 33 6.1 检测电极的非接触式化 h 33 6.2 多传感器多参数检测 h 33 6.3 应用功能扩展 h 33 6.4 工作总结 h 34 参考文献 h 35 附录： h 36 摘要：设计了一种基于SOPC的地沟油检测系统。该系统以DE2开发平台为集成环境搭建以Nios II CPU为核心的数字信号处理系统，外加电极检测模块构成的电导率传感器。通过检测油脂的萃取液水相电导率，判断其是否大于10.0μS/cm，如果其大于10.0μS/cm则被测液为地沟油，否则为非地沟油。本系统以正交矢量锁定放大器为检测信号的核心，以数字化的系统检测微弱信号，通过检测电导率实现地沟油的快速定性检测，并通过触控屏输出检测结果。借助于Altera公司的Cyclone II 2C35型FPGA芯片丰富的片上资源，将本系统的信号处理部分完全数字化，使系统微型化、集成化，便于检测人员操作与携带。本系统可利用微弱信号检测部分进行功能扩展，提高本系统的应用范围。经过实验检测，本系统可在室温环境下对地沟油进行快速准确的判定，达到了预期的功能，且性能稳定。 Abstract: A waste oil detection system is designed based on SOPC technology. The system is a digital signal processing system with a conductivity sensor made of The external electrode module that centers on Nios II CPU, and it is built on DE2 d