智能果蔬农药检测仪

高海琳

摘 要：在我国农药残留技术一直都未得到系统的完善，致使许多发达国家都不引进我国家的蔬菜水果，从而导致农作物对外出口贸易也受到了很大的冲击与影响，进一步导致这些无法出口的农产品已低价回流，造成国内市場混乱，国人内部消耗有毒农作物的现象此起彼伏，归根结底在于农药残留技术检测的不完善，设施设备的不精良，理念重视程度不够，发展进程方向不明确，所以结合这种现状，我就国内外现有的技术作为立足点，设计这样一款新型智能农药检测仪，希望能为这关乎民生大计的事情出一份绵薄之力。

关键词：农药残留;智能;检测仪;导电率

在农药残留检测中，烦琐冗长的样品前处理过程，困扰着检测工作的进展。样品前处理产生误差的机率最高，欲获一个快速、准确规范的分析方法，必须省去转移、浓缩等容易造成损失的中间步骤，各种在线联用技术可避免样品转移的损失，减少各种人为的偶然误将是农药残留分析方法研究的重点，现已有公司研发出包括用于样品处理和用于在线分离色谱的自动化装置。如SPE-HPLC，HPLC-GC，SPME-GC联用的完全自动化的在线系统，但目前研发的在线检测系统只是有成功的个例，还存在许多技术上有待突破的地方。

常用的农药检测器主要应用在监测站或工厂内，但是有很多我们购买的食材并没有经过检测就到了我们手里面，另外即使检测过的也是抽样检测的，并不科学;另外我之前也构思过利用‘光谱的办法，通过检测前后水质透光性的变化来判断，但是无论从成本是还是效率上都不符合我的要求。而本项目设计的这款家用农药残留检测仪，既可以科学迅速的检测是否有农药残留，又不会破坏被检测的食材，科学性、创新性和实用性都提高了很多。

1 农药检测仪简介

1.1 组成框架

本设计是一款智能果蔬农药检测仪，该检测仪本体包括微处理器、导电率测试模块和LED指示模块，其中：微处理器，分别与模数转换模块、导电率测试模块和LED指示模块电连接;导电率测试模块，用于检测水溶液的导电性;LED指示模块，用于接收微处理器发出的信号，将信号以光信号的模式输出。另外，为了使本设计更加的科学严谨、富有人性化的理念，在原有的基础上增加了语音播报和数码显示模块，以此来提高信息传达的有效性。

1.2 微处理器与10位ADC

需说明的是，微处理器采用的是树莓派微处理器，采用3.3～5v电压供电，树莓派[Raspberry Pi简写为RPi，（或者RasPi / RPI）]，它是一款基于ARM的微型电脑主板，以SD/MicroSD卡为内存硬盘，卡片主板周围有1/2/4个USB接口和一个10/100 以太网接口（A型没有网口），可连接键盘、鼠标和网线，同时拥有视频模拟信号的电视输出接口和HDMI高清视频输出接口，以上部件全部整合在一张仅比信用卡稍大的主板上，具备所有PC的基本功能只需接通电视机和键盘，就能执行如电子表格、文字处理、玩游戏、播放高清视频等诸多功能。

10位ADC：10位ADC选用的是MCP3008，这是一个适合 Pi 的模拟——数字传感器。它便宜，便于使用，并且可以同时读取 8 个模拟信号。它的输出分率是 10 位，这意味着它可以通过模拟传感器读取的电压信号反馈相应的 0～1023 的数字。下图为 MCP3008 的引脚参数：

2 具体实施方案

2.1 各模块详细功能介绍

下面将结合本设计实施例中的附图2，对本设计方案进行清楚、完整地描述。

微处理器，分别与模块转换模块、导电率测试模块和LED指示模块电连接，用于接收导电率测试模块发出的溶液中农药的含量值信号，并对该信号进行信号模式转换，随后传送至LED指示模块;

导电率测试模块，用于检测水溶液的导电性，利用果蔬清洗后水中农药含量的量决定水的导电性变化，得到农药残留量的检测结果，并将检测结果以信号形式输送到微处理器;

LED指示模块，用于接收微处理器发出的信号，将信号以光信号的模式输出，方便进行观察，LED指示模块含有LED指示灯，LED指示灯可发出两个不同颜色的光，若是LED指示灯亮绿色，表示满足食用要求，如果LED指示灯显示红色，则不符合要求。

此外，该装置还包括语音播放模块，与微处理器电连接，用于将检测结果通过语音播放的模式进行输出，如“农药无残留，请放心食用”，则说明该果蔬农药含量未超标，如“农药含量超标，请注意”，则说明该果蔬不可适用，提醒食用者采用其他方式处理或丢弃，播放语音内容可通过内置程序自行添加，无固定语音内容，适用于不同类型的使用人群，使得该装置更加简便化和人性化。

在进行语音播报或指示灯显示中无法得知具体的农药含量值，在一定程度上不具备严谨的科学性与说服力，该装置增加了数码显示模块，数模显示模块电连接微处理器，用于微处理器接收信号的数字输出，通过显示不同的数值，来直观的观察农药残留比例，进而判断农药残留是否超标。

需要指出的是，语音播放模块和数码显示模块可拆卸安装在检测仪本体上，易取出，增加了装置的灵活性。

另外，LED指示模块、数码显示模块和语音播放模块之间可单独工作也可同时打开使用，这就根据使用者的个人喜好来设置各模块的开启与否。

2.2 工作流程

本设计的工作流程是：将需要清洗的果蔬放入洗菜池进行清洗，之后放入检测仪中，若是LED指示灯亮绿色，表示满足食用要求;如果LED指示灯显示红色，则不符合要求。为了使设备更加完善，增设一个数码显示模块，来显示测量数值，该功能一方面是为了增加科学性与说服力，另外还可以防止LED指示灯出现故障时，可参考数码管显示的数值进行判断果蔬食用是否健康，此外若是所有零件全部通电的话，一旦此检测仪开始工作，假如检测仪检测到溶液农药残留没超标，LED指示灯亮绿色、数码管显示正常数据，与此同时语音播放程序里自己添加的“农药无残留，请放心食用”的语音内容。

3 创新点

（1）科学性：通过溶液导电性来检测农药残留现象，数据说服性比较强，科学性比较高;

（2）创新性：语音播放模块和数码显示模块可拆卸安装在检测仪本体上，易取出，增加了装置的灵活性;

（3）微处理器采用3.3～5v电压供电，具有节约资源、降低能耗等优点;

（4）实用性：此款装置通电即用，简单灵活，适合每个家庭使用，实用性比较强。

4 结语

综上所述，农药残留问题是需要全民共同监督、相关部门严格监管的重要事件，本设计从该角度出发，利用平时所学加积累。完成该课题的研究，但同样有很多不足之处需要后期不断学习、完善。于此同时，作为中国共产党领导下的教育受益者，应该把握住“科技创新”这股潮流，利用所学的知识大胆想象、积极探究，尽自己所能去为社会输送创意之灵光、思维之活力，调动身边人投入到创新知识的海洋里，快乐学习。

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