现今，人们不仅对牛乳的消费量增加，而且对其营养组成倍加重视。依据我国乳品行业的相关要求，企业在生产和加工乳制品时，必须提供其主成分的分析值信息；同时，收购牛乳前必须对原料奶进行相关质量检测，其检测对象主要是牛乳中的核心物质：蛋白质和脂肪，这也是牛乳质量好坏的主要判别指标。由于牛乳成分检测的复杂性，目前常用的检测手段都或多或少的存在着不足，主要体现在成本、操作、维护、稳定性以及精度等方面。本文设计了牛乳成分参数的光电检测系统，该系统主要基于激光散透比原理，通过对光信息的检测，最终反映出牛乳中蛋白质与脂肪的含量。硬件方面主要以STC89C58RD+微处理器为开发平台，设计了光强检测模块、模数转换模块、微处理器控制模块、显示单元等模块，构建了牛乳主成分参数的光电检测系统，这种模块化的设计增强了系统的灵活性与可扩展性。同时，对系统检测过程中的关键问题进行了探讨与分析，优化了电路结构，降低了仪器成本，提高了检测精度。软件方面编写了样机终端的底层驱动程序，采用多元线性回归分析方法优化了牛乳主成分与激光散透比间的关联模型，使检测数据更加真实可靠。最后，设计了可行的实验方案，对样机进行了大量的实验验证；同时，对系统的不确定度进行了具体分析，直观的表现出本文所设计系统的整体检测水平。最终结果表明，本文所建立的关联模型具有0.96的相关系数，系统整体的检测精度优于95%，且系统测量不确定度约为0.082，达到了设计要求，可以很好的实现牛乳成分参数的在线测量，具有良好的市场应用前景。