基于ARM+FPGA的食用花生油质量快速检测仪的设计

摘 要：采用ARM+FPGA结构给出一种高性能的便携式食用花生油质量快速分析仪的设计。将可编程片上系统应用到仪器开发中，简化系统硬件电路，提高系统设计灵活性。充分利用ARM芯片的高效控制功能结合FPGA灵活的多硬件接口模拟特性,便于携带，适合现场免化学试剂快速检测。
关键词： ARM+FPGA； 便携式； 花生油质量检测

食用油种类有很多种，各类食用油的检测方法不尽相同。以花生油质量检测为例，由花生油的特殊物理性质可知，花生油在0～5℃时开始结晶[1,2]，其他种类的食用油都不是在这个温度下结晶，利用这一特殊物理性质，在花生油结晶状态条件下对其进行吸光度测量，花生油在不同温度的结晶度信息是不一样的，所以需要一个恒定的温度环境来确保测量精度。本文给出了一种基于ARM+FPGA的便携式免化学试剂且环境友好型花生油质量快速检测仪的设计方案。
1仪器工作原理与方案设计
食用油质量现场快速检测仪是利用信号采集模块检测样品油的吸光度，因为吸光度与样品油的物质成分有关，通过吸光度可以了解样品油的纯度。
1.1工作原理
通过ARM处理器模糊PID计算，调整FPGA产生占空比可调的脉宽调制信号PWM，驱动热电制冷器实现恒温控制，仪器工作原理如图1所示。信号采集模块由单色LED光源和光频转换器TSL230B组成，TSL230B根据透射光强的不同，输出频率不同的脉冲信号（或方波信号）。因为透射光强与吸光度有关，FPGA读取信号采集模块输入不同的脉冲信号的频率，获得吸光度的信息，FPGA再把吸光度的信息传送给ARM控制器数据处理，计算出花生油样品纯度信息并在显示器上显示。