微型光谱仪具有体积小、重量轻、携带方便、成本低等优点,是光谱仪器的一个重要分支。与光谱仪配套使用的软件有仪器控制软件和化学计量学软件,两部分的分离给用户带来使用不方便、无法在线检测等问题,在此基础上,研究与微型光谱仪配套的一体化物质成分检测系统软件具有重要的研究意义。本文在分析微型光谱仪软件设计和光谱预处理方法的基础上,针对目前微型光谱仪仪器控制软件和化学计量软件分离导致无法在线检测物质成分的缺点,设计了一套基于微型光谱仪的物质成分检测系统软件。论文的主要工作和研究成果如下:(1)微型光谱仪标定及去噪算法设计:首先,通过对微型光谱仪硬件系统和光路系统进行分析,针对传统光谱仪标定复杂、精度不高、误差标准差较大的问题,设计了基于移动最小二乘法的光谱仪标定方法。然后,针对微型光谱仪存在高频噪声的问题,设计了平均-小波去噪法,消除了光谱图像的高频噪声,同时保留了光谱特征。最后,针对光谱分析中半高宽测量的需求,设计了高斯拟合结合寻峰算法的测量方法。(2)物质成分检测系统的软件设计:首先,分析用户需求,对软件系统的总体框架进行设计。接着,在WPF(Windows Presentation Foundation)平台上设计了用户交互界面、串口通信、图像显示、数据存储读取等功能。最后,针对传统仪器控制和化学计量软件分开导致使用不方便的问题,设计了线性和非线性两种物质模型标定和检测程序,重点设计了基于BP神经网络的物质检测标定模型,并将该模型应用到物质成分在线检测中。(3)系统功能测试及结果分析:首先,对微型光谱仪的物质成分检测系统标定精度、光谱图像去噪质量进行测试和评价。然后,利用激光光源测试了微型光谱仪检测系统测量半高宽的稳定性。接着,配置硝酸盐氮样品溶液,对实验样品进行建模。最后,通过在线检测测试样本中硝酸盐氮含量验证系统的性能,验证了本文设计的微型光谱仪物质成分检测系统软件具有较高的检测精度。