食品安全光谱仪是一种食品安全类检测仪器,通过测量特征波长的光透过待测样品溶液后光能量的变化值,得到测量样品的浓度值,从而计算化学物质含量是否超标。与传统的人工生物实验检测方法相比食品安全类检测仪器具有准确、快速、高效的特点。被广泛应用于超市、学校食堂等食品流通量大的地方,也被食品监督部门作为食品安全检测的重要执法工具。本文对比了LED检测法和传统全光谱检测法的区别和优缺点,并且对其缺点进行分析然后提出了优化方案。本课题致力于解决LED型检测仪检测波长个数有限的问题和全光谱检测仪中波长扫描机构[17]机械结构复杂难以调试和维护的问题。课题运用ILX554B线阵传感器和专业的数字信号处理芯片STM32F415两大主要部件设计出CCD集成电路作为光信号处理模块(下位机),对样品特征波长的信号能量进行采集处理,结合ARM平台将测量数据保存到存储器当中,并通过人机交互界面对仪器进行操作。本论文首先对食品安全光谱仪的检测原理和ILX554B线阵传感器的工作原理进行了叙述,然后围绕仪器的下位机部分和上位机部分两大模块分别进行了详细介绍。下位机部分包括硬件电路设计和软件程序设计。硬件方面:设计了CCD光谱采集处理模块的所有电路。包括:最小系统电路、IXL554B数据采集电路、电平转换电路、电源供电电路、信号放大电路、程序烧写接口电路。软件方面:采用STM32固件使用手册中提供的接口函数对STM32芯片进行配置。上层函数由本人自己编写并实现,包括:STM32端口配置函数、数据发送/接收函数、中断函数、数据降噪函数、数据上传函数等。上位机部分,依托凌阳的S5PV210硬件开发平台,对软件环境进行搭建和上层软件设计。软件平台搭建部分包括:移植Bootloader、kernel、yaffs2、QT-Embedded、SQLite。应用软件设计部分包括:使用Qt程序设计人机交互界面、Qt函数调用SQLite数据库设计、农残/多参检测函数设计、串口数据收发设计。下位机部分对接收到的信号进行了降噪处理,去除了大部分噪声对信号的干扰。经过对比试验和分析测量结果,得出结论:信号的抗干扰能力得到增强,测量结果稳定性、运行速度都有明显提高。同时做到了全光谱测量、不需要机械调试、精度不受影响、操作简便的目的,弥补了以上两类检测仪器的不足。