挑西瓜好幫手

1功能介紹

本裝置的主要功能是檢測西瓜成熟度。除了主要功能外, 還附加手電應(yīng)急燈、驗(yàn)鈔功能，可以讓我們的創(chuàng)意隨時(shí)隨地起 作用，不會(huì)造成浪費(fèi)。

在西瓜生熟問題的判別上，曾使用多種方案，最終確定 使用判別敲西瓜聲音頻率，為了防止其他聲音的干擾，在聲 音處理上，根據(jù)從大量敲西瓜所得樣本數(shù)據(jù)上提取出特征點(diǎn), 這樣就為后期各種西瓜的識(shí)別提供了依據(jù)。

收集到的音頻信號(hào)經(jīng)過濾波和放大后，經(jīng)STM32F103C8 處理器處理，在處理中主要工作是在FFT和特征點(diǎn)提取上, 最后將處理結(jié)果與預(yù)設(shè)各種類型西瓜對(duì)比得出結(jié)果，分別以 RGB三種顏色LED顯示“過熟、正好、不熟”三種狀態(tài)，同時(shí), 音頻部分發(fā)出“這個(gè)西瓜幾成熟”聲音來提示。

首先，不同成熟度的西瓜所發(fā)出的聲音不同，為了驗(yàn)證這 個(gè)結(jié)論，通過50多個(gè)西瓜進(jìn)行采樣分析，利用示波器觀測波形, 通過示波器的頻譜分析功能進(jìn)行西瓜頻率的分析。除此之外, 在網(wǎng)上尋找相關(guān)專業(yè)學(xué)術(shù)研究，其中一篇文章如下：

J Sugiyama于1998年開發(fā)便攜式儀器測定甜瓜硬度； 2009年肖珂等人根據(jù)聲譜圖中峰值出現(xiàn)的頻率范圍，可以判定 西瓜的成熟度，其中頻率范圍大于189 Hz的是未成熟瓜，而在 160?189 Hz內(nèi)是成熟瓜，在133?160 Hz的是過熟瓜。

該文由浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院危艷君、 饒秀勤、漆兵、林鵬鳥、李江波等人發(fā)表，具有很高的權(quán)威性, 這也為本作品的實(shí)行提供一定理論依據(jù)。

由于產(chǎn)品的大部分工作是在軟件信號(hào)處理上，在硬件上 主要完成聲音信號(hào)的采集、濾波、放大上，該部分集成度很高, 而且相關(guān)硬件電路經(jīng)過仿真沒有差錯(cuò)。軟件硬件的合理搭配， 使得本作品性能穩(wěn)定。

2技術(shù)原理

采用組委會(huì)提供的型號(hào)為MSMAS42Z麥克風(fēng)，經(jīng)過帶 通濾波器減少其他頻率范圍內(nèi)噪音干擾，用放大電路對(duì)信號(hào) 進(jìn)行放大，將信號(hào)送入STM32單片機(jī)。STM32單片機(jī)經(jīng)AD 后將聲音信號(hào)經(jīng)行FFT計(jì)算將聲音由時(shí)域變?yōu)轭l域。從而計(jì) 算出西瓜聲音的頻率,再通過語音芯片讀出西瓜的生熟程度。 圖1所示是本裝置的硬件部分原理框圖。本裝置的軟件部分 原理框圖如圖2所示。

3創(chuàng)新點(diǎn)和應(yīng)用前景

本作品創(chuàng)意來源于生活，并旨在解決生活中實(shí)際遇到的 問題，本作品的創(chuàng)新點(diǎn)主要是在敲一下西瓜從聲音中判斷生瓜 還是熟瓜，便攜式制作為本產(chǎn)品的市場化提供了便利。該裝 置不僅適用普通人群更適合超市、水果店等的西瓜采購人員， 具有龐大的市場需求。

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