超声波畜禽骨密度检测系统设计

论文摘要

近年来,受暴利驱使,一些不法商贩在畜禽饲养过程中,采用瘦肉精作为饲料添加剂。虽然利用瘦肉精作为饲料添加剂可以使畜禽生长速度加快、瘦肉多脂肪少、肉色鲜美,但是瘦肉精对人体健康具有很大的危害性。目前的瘦肉精检测方法复杂、时间长、费用高,不利于快速检测。基于上述考虑,本文设计了一种超声波畜禽骨密度检测系统,通过对畜禽骨骼密度的检测,从而定性的对瘦肉精进行检测,因为利用瘦肉精作为饲料添加剂饲养的畜禽的骨骼密度明显低于正常饲养的畜禽的骨骼密度。超声波检测具有很多的优点:利用超声波检测洁净卫生;超声波具有较强的能量和选频特性,因此其抗干扰能力较强;超声波检测电路设计方便简单。本文主要利用超声波检测透射法对被测畜禽骨骼密度进行检测,首先对标准的畜禽骨密度进行测定,然后将测得标准畜禽骨密度值同被测样品的骨密度值进行比对,从而判断出被测样品的畜龄,进而对瘦肉精作定性的检测。本文主要包含以下几方面内容:首先对超声波的特性做了简单的介绍,其中重点介绍了超声波传感器的特性和工作原理;其次在分析研究了目前密度检测的方法及应用后,根据惠更斯和波的反射、折射原理,设计新的算法来计算被测畜禽的骨密度;在此基础上,搭建系统硬件平台,采用模块化设计,其主要分为四个部分:传感器模块、信号采样模块、显示模块和通信模块;然后根据所搭建的硬件电路,进行系统软件设计;最后进行误差分析和补偿。系统采用MSP430F449作为核心处理器,该处理器具有处理能力强、功耗低、外围模块丰富、开发方便简单等优点。设计该检测系统可以有效的改善目前瘦肉精检测现状,保护消费者权益。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 畜禽骨密度
• 1.2 “瘦肉精”畜禽的骨密度特征
• 1.3 国内外骨密度测定方法综述
• 1.4 本文的研究背景及意义
• 1.5 本文研究的主要内容
• 第2章 超声波检测原理
• 2.1 超声波的特性
• 2.2 超声波的声学原理
• 2.3 超声波传感器
• 2.3.1 超声波传感器的工作原理
• 2.3.2 超声波传感器的基本特性
• 2.4 超声波技术应用
• 2.5 现有的超声波检测方法
• 2.5.1 反射法
• 2.5.2 多普勒效应法
• 2.5.3 透射法
• 第3章 超声波畜禽骨密度检测方法
• 3.1 超声波密度检测原理
• 3.1.1 超声波在介质中的传输特性
• 3.1.2 超声波密度检测方法
• 3.2 畜禽骨密度检测方法
• 3.2.1 惠更斯原理及波的反射与折射定律
• 3.2.2 畜禽骨密度检测数学方法分析
• 3.3 基于骨密度的畜禽骨龄测定
• 3.3.1 骨龄
• 3.3.2 畜禽骨龄测定
• 3.4 骨龄、畜龄与瘦肉精测定
• 3.4.1 骨龄测定与瘦肉精畜禽肉判定
• 3.4.2 瘦肉精畜禽肉快速测定方法
• 第4章 超声波畜禽骨密度检测系统电路设计
• 4.1 系统的构成
• 4.2 超声波发射、接收探头
• 4.3 超声波发射电路
• 4.4 超声波接收电路
• 4.5 全波精密检波电路
• 4.6 基于MSP430F449 的信息处理单元设计
• 4.6.1 MSP430F449 简介
• 4.6.2 A/D 转换单元模块设计
• 4.6.3 LCD 显示单元模块设计
• 4.6.4 串行通信单元模块设计
• 第5章 超声波畜禽骨密度检测系统软件设计
• 5.1 系统软件的模块化设计与主程序流程图
• 5.2 A/D 转换软件设计
• 5.3 点阵式 LCD 显示控制软件设计
• 5.4 通信软件设计
• 5.5 软件开发平台
• 第6章 检测系统误差分析
• 6.1 检测系统的误差因素
• 6.2 检测系统的误差补偿方法
• 6.2.1 数字滤波
• 6.2.2 温度补偿
• 结论
• 参考文献
• 附录A （攻读学位期间所发表的学术论文目录）
• 附录B （部分显示程序）
• 致谢