基于免疫传感器的便携式农药残留检测仪的研制

摘要

农药的大量不合理使用,不仅严重威胁食品安全,更对人体健康形成潜在的威胁。传统的农药残留检测仪存在操作过程复杂、仪器昂贵、需要专业技术人员等诸多问题。为了开发一种便携式的农药残留检测仪,本文在利用生物免疫传感器法检测农药的基础上,设计了后续的检测处理系统。主要工作包括阻抗信号特征的研究,检测系统的硬件电路设计与制作,系统软件的设计与调试等三部分。
　　1、阻抗信号特征的研究。现实环境中的电子元器件比理想的纯电阻要复杂的多,它们总是呈现出阻性、容性和感性的综合特性,而不是简单的电阻性,这三种性质共同决定了元件的阻抗特性。农药会和修饰到传感器上的抗体发生特异性反应,改变了传感器周围的环境,造成了传感器阻抗的改变。基于免疫传感器的此种特性,设计了后续阻抗检测电路的工作方案。
　　2、设计了检测系统的硬件电路,包括单片机控制系统电路、阻抗检测与处理电路、液晶显示电路、电源供电电路等。阻抗检测和处理电路的设计是基于 AD5933芯片, AD5933是一种高精度阻抗测量芯片,它提供了一个可编程的扫频发生器和12集成的模拟数字转换器(ADC),在响应信号不超过其量程范围内可以得到良好的测量结果。本设计利用STC89C52型号单片机对AD5933芯片的工作进行指令控制。单片机对芯片传输来的数据进行处理,并控制液晶屏LCD12864显示检测结果。最后将设计的硬件电路完成PCB设计,制作成可供实验的电路板。
　　3、利用软件实现了检测电路对阻抗信号的激励、采样、处理和液晶显示。利用了串口和STC-ISP软件将程序下载至单片机,并结合硬件电路板,对程序进行了运行和调试。并结合免疫传感器和检测电路系统,对标准毒死蜱农药溶液进行了实验检验。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1农药的使用现状和现存的问题

1.2 现有检测方法及存在的主要问题

1.3 国内外研究现状

1.3选题意义和主要研究内容

第二章 免疫传感器的介绍

2.1免疫传感器阻抗信号特征及其分析方法

2.2免疫传感器的检测原理与最佳工作频率的选定

2.3免疫传感器的制备

2.4 本章小结

第三章 农药残留检测仪硬件电路设计和系统制版

3.1农药残留检测仪的整体方案设计

3.2 核心检测电路的设计

3.3显示模块的设计

3.4电源模块设计

3.5系统制板

3.6本章小结

第四章 农药残留检测仪的软件设计与程序调试

4.1主程序设计

4.2子程序设计

4.3程序的调试

4.4 本章小结

第五章 农药残留检测仪的实验检验

5.1硬件电路的检验

5.2农药残留检测仪的整机检验

5.3 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2不足与展望

参考文献

致谢

发表的论文与参与的科研项目