近红外光谱网络化采集系统技术方案

本发明专利技术公开了一种近红外光谱网络化采集系统，包括近红外光谱设备、近红外接口驱动适配器、检测终端和运维平台。通过设计近红外接口驱动适配器对不同品牌、不同类型的近红外光谱设备进行统一驱动控制，由此可以实现对不同近红外光谱设备的统一规范化管理；通过连通多台近红外光谱设备与远程运维平台的数据互通，根据任务需求建立标准化的采集规则，由此可以实现光谱采集的批量性和快速性；通过在远程运维平台中针对系统中的每一台近红外光谱设备建立与之对应的预测模型，由此可以对预测模型实现统一维护，降低了预测模型的维护难度，为样品内在质量的快速检测提供了技术保障，能够很好地适应企业对多点检测的标准化、统一化及批量化的检测要求。

Network acquisition system of near infrared spectroscopy

The invention discloses a near infrared spectroscopy network acquisition system, including near infrared spectroscopy device, near infrared interface driver adapter, detection terminal and operation platform. Through the design of near infrared adapter driver near infrared spectrum of equipments of different brands and different types of drive control, which can be achieved on different near infrared spectroscopy equipment unified standardized management; data exchange through multiple connected near infrared spectroscopy equipment and remote Yun Weiping Taiwan, establish the standard according to the requirements of the task acquisition rules. It can realize batch and fast spectrum acquisition; through the remote operation platform for each near infrared spectroscopy equipment in the system and the corresponding prediction model is established, which can realize unified maintenance of prediction model, prediction model reduces the difficulty of maintenance, and provide technical support for the rapid detection of internal quality of sample that could well satisfy the detection requirements of enterprise multi-point detection standardization and batch production.

【技术实现步骤摘要】
近红外光谱网络化采集系统
本专利技术属于光谱采集设备
，具体地说，是涉及一种基于近红外光谱设备构建的网络化采集系统。
技术介绍
面对目前激烈的市场竞争环境以及消费者对啤酒产品不同口味的需求，保持不同地区、不同生产厂家生产的啤酒风味的统一性和稳定性、满足消费者口味喜好是企业一直关注的重点。啤酒成分非常复杂，啤酒风味是依靠所含的多种化学成分发挥作用的，任何单一的成分或指标都难以有效地表征啤酒的风味特征。因啤酒风味的复杂性、所含风味物质的低含量和多样性，人们对啤酒风味的整体把握，尚受到现有检测技术与数据分析技术的约束。因此，研究快速有效的检测手段将在认知产品质量风味特征内在规律、提高啤酒质量稳定性等方面产生重要意义。目前啤酒及原料的化学成分指标检测手段主要依靠连续流动法和光度法等传统分析方法，前处理复杂、耗时、费力、废液多，且无法进行大规模样品检测。相比于这些传统分析方法，近红外光谱分析技术具有快速、环保、低成本等技术优势，主要利用有机物中含有的C-H、N-H、O-H、C-C等化学键的泛频振动或转动，以漫反射方式获得在近红外区的吸收光谱。样品中含有的化学成分均具有丰富含氢基团，可通过现代化计量学的手段，挖掘样品光谱中蕴含的关键特征，建立分子光谱与样品化学成分含量之间的预测模型，实现样品化学成分的快速检测，解决单靠传统化学分析方法难以快速完成的问题。但是，目前大部分用户购买的近红外设备和配备的进口采集光谱软件只能单台设备单台建模，良好模型的建立需要较高的建模技术、化学计量学技术和较高的样品实验室检测成本。对于多台近红外光谱设备而言，每台设备单独建模更需要耗费大量的人力、物力和财力，甚至需要好几年时间，一般企业尚没有技术能力实现。对于啤酒企业而言，利用近红外光谱技术进行啤酒产品和大麦原料的化学成分的快速检测主要基于单机光谱数据采集与单机模型构建。随着大品牌资源整合、低成本高速扩张趋势不断发展，大品牌多点加工成为必然趋势，如何保证企业内多点检测的标准化、统一化及批量化尤为重要。因此，依靠单台近红外光谱设备单独建模、单独采集光谱数据的现有检测方法已经无法适应大企业的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种近红外光谱网络化采集系统，可以对不同品牌不同规格的近红外光谱设备实现统一控制与光谱采集，为待测样品内在质量的快速检测提供了技术支持。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案予以实现：一种近红外光谱网络化采集系统，包括近红外光谱设备、近红外接口驱动适配器、检测终端和运维平台；所述近红外光谱设备包括多台，且每一台近红外光谱设备均具有唯一的设备ID；所述检测终端接收检测任务，并生成采集指令发送至近红外接口驱动适配器，通过近红外接口驱动适配器驱动选中的近红外光谱设备运行，采集待测样品的光谱数据；所述检测终端通过近红外接口驱动适配器接收近红外光谱设备采集到的光谱数据，并将每一组光谱数据与其所对应的设备ID相关联，生成检测数据发送至所述运维平台；在所述运维平台中保存有每一台近红外光谱设备所对应的预测模型，所述运维平台根据检测数据中的设备ID调用与之对应的预测模型，并将检测数据中与该设备ID相关联的光谱数据代入所述设备ID所对应的预测模型，预测出待测样品的化学成分。为了确定通过近红外光谱设备采集到的光谱数据是否为有效数据，本专利技术在所述近红外光谱网络化采集系统中还设置有温湿度传感器，用于检测每一台近红外光谱设备的环境温度和湿度；所述检测终端在接收到近红外光谱设备反馈的光谱数据时，将该近红外光谱设备的光谱数据、所处的环境温度和湿度以及设备ID相关联，生成所述检测数据发送至所述运维平台。优选的，所述温湿度传感器的数量优选与所述近红外光谱设备的数量相同，每一台温湿度传感器用于检测一台近红外光谱设备的环境温度和湿度，且具有与该近红外光谱设备相同的设备ID；所述检测终端在控制某一台近红外光谱设备运行并接收到该近红外光谱设备反馈的光谱数据后，控制相同设备ID的温湿度传感器采集环境温度和湿度，生成所述检测数据发送至所述运维平台。进一步的，所述运维平台在接收到所述检测数据后，首先判断每一个设备ID所对应的环境温度和湿度是否正常，若正常，则调用该设备ID所对应预测模型进行待测样品的化学成分预测；若不正常，则直接生成故障信息，反馈至所述检测终端，以进行故障排查。进一步的，若所述检测数据中包括多个设备ID，则所述运维平台仅针对环境温度和湿度正常的设备ID调用其对应预测模型，进行待测样品的化学成分预测，以确保预测结果的准确性。又进一步的，所述近红外光谱设备包括多种品牌，每一种品牌的近红外光谱设备包括多台，所述近红外接口驱动适配器针对每一种品牌的近红外光谱设备设置接口驱动，并针对每一台近红外光谱设备配置接口函数，以用于接收光谱数据；所述运维平台根据待测样品的相关信息选择适宜的近红外光谱设备，生成所述检测任务发送至所述检测终端。基于本专利技术的近红外光谱网络化采集系统，可以简化对每一台近红外光谱设备的预测模型的建立过程，其方法为：所述运维平台在针对每一台近红外光谱设备建立预测模型的过程中，首先，选择其中一台近红外光谱设备作为基准设备，对化学成分已知的标准样品进行光谱采集，以生成建模用光谱数据；利用所述建模用光谱数据以及标准样品的实际化学成分建立分子光谱与化学成分含量之间的预测模型，并与所述基准设备所对应的设备ID关联保存；然后，启动与基准设备相同品牌的近红外光谱设备运行，对所述标准样品进行光谱采集，并将采集到的光谱数据代入所述基准设备所对应的预测模型进行化学成分预测，并将预测得到的化学成分与所述标准样品的实际化学成分进行对比，通过调整所述预测模型中的相关参数，以生成当前运行的近红外光谱设备的预测模型，并与该近红外光谱设备的设备ID关联保存；最后，启动与基准设备不同品牌的近红外光谱设备运行，对所述标准样品进行光谱采集，并将采集到的光谱数据代入基准设备的预测模型进行化学成分预测，若预测出的化学成分与所述标准样品的实际化学成分接近，则通过调整所述预测模型中的相关参数，生成当前运行的近红外光谱设备的预测模型，并与该近红外光谱设备的设备ID关联保存；若预测出的化学成分与所述标准样品的实际化学成分相差较远，则针对该品牌的近红外光谱设备重新建立预测模型，并利用重新建立的预测模型调整生成相同品牌的其他近红外光谱设备的预测模型，且与设备ID关联保存。优选的，在所述近红外光谱网络化采集系统中还设置有webservice数据交互通用接口，连接所述运维平台；所述运维平台将生成的检测任务通过所述webservice数据交互通用接口转换成网络数据，通过互网络发送至所述检测终端；所述检测终端将接收到的光谱数据转换成网络数据，通过互联网发送至webservice数据交互通用接口，以处理成运维平台所接受的数据格式，发送至所述运维平台。为了便于现场技术人员查看检测结果，本专利技术在所述近红外光谱网络化采集系统中还设置有显示器，连接所述检测终端；所述检测终端将接收到的光谱数据发送至所述显示器进行显示；所述运维平台将生成的预测结果返回至所述检测终端，并通过所述显示器显示所述预测结果。优选的，所述显示器优选采用触摸式显示器，接收技术人员的操作指令，并传输至所述检测终端；所述检测终端在通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种近红外光谱网络化采集系统，其特征在于，包括近红外光谱设备、近红外接口驱动适配器、检测终端和运维平台；所述近红外光谱设备包括多台，且每一台近红外光谱设备均具有唯一的设备ID；所述检测终端接收检测任务，并生成采集指令发送至近红外接口驱动适配器，通过近红外接口驱动适配器驱动选中的近红外光谱设备运行，采集待测样品的光谱数据；所述检测终端通过近红外接口驱动适配器接收近红外光谱设备采集到的光谱数据，并将每一组光谱数据与其所对应的设备ID相关联，生成检测数据发送至所述运维平台；在所述运维平台中保存有每一台近红外光谱设备所对应的预测模型，所述运维平台根据检测数据中的设备ID调用与之对应的预测模型，并将检测数据中与该设备ID相关联的光谱数据代入所述设备ID所对应的预测模型，预测出待测样品的化学成分。

【技术特征摘要】
1.一种近红外光谱网络化采集系统，其特征在于，包括近红外光谱设备、近红外接口驱动适配器、检测终端和运维平台；所述近红外光谱设备包括多台，且每一台近红外光谱设备均具有唯一的设备ID；所述检测终端接收检测任务，并生成采集指令发送至近红外接口驱动适配器，通过近红外接口驱动适配器驱动选中的近红外光谱设备运行，采集待测样品的光谱数据；所述检测终端通过近红外接口驱动适配器接收近红外光谱设备采集到的光谱数据，并将每一组光谱数据与其所对应的设备ID相关联，生成检测数据发送至所述运维平台；在所述运维平台中保存有每一台近红外光谱设备所对应的预测模型，所述运维平台根据检测数据中的设备ID调用与之对应的预测模型，并将检测数据中与该设备ID相关联的光谱数据代入所述设备ID所对应的预测模型，预测出待测样品的化学成分。2.根据权利要求1所述的近红外光谱网络化采集系统，其特征在于，还包括温湿度传感器，用于检测每一台近红外光谱设备的环境温度和湿度；所述检测终端在接收到近红外光谱设备反馈的光谱数据时，将该近红外光谱设备的光谱数据、所处的环境温度和湿度以及设备ID相关联，生成所述检测数据发送至所述运维平台。3.根据权利要求2所述的近红外光谱网络化采集系统，其特征在于，所述温湿度传感器的数量与所述近红外光谱设备的数量相同，每一台温湿度传感器用于检测一台近红外光谱设备的环境温度和湿度，且具有与该近红外光谱设备相同的设备ID；所述检测终端在控制某一台近红外光谱设备运行并接收到该近红外光谱设备反馈的光谱数据后，控制相同设备ID的温湿度传感器采集环境温度和湿度，生成所述检测数据发送至所述运维平台。4.根据权利要求3所述的近红外光谱网络化采集系统，其特征在于，所述运维平台在接收到所述检测数据后，首先判断每一个设备ID所对应的环境温度和湿度是否正常，若正常，则调用该设备ID所对应预测模型进行待测样品的化学成分预测；若不正常，则直接生成故障信息，反馈至所述检测终端，以进行故障排查。5.根据权利要求4所述的近红外光谱网络化采集系统，其特征在于，若所述检测数据中包括多个设备ID，则所述运维平台仅针对环境温度和湿度正常的设备ID调用其对应预测模型，进行待测样品的化学成分预测。6.根据权利要求1至5中任一项所述的近红外光谱网络化采集系统，其特征在于，所述近红外光谱设备包括多种品牌，每一种品牌的近红外光谱设备包括多台，所述近红外接口驱动适配器针对每一种品牌的近红外光谱设备设置接口驱动，并针对每一台近红外光谱设备配置接口函数，以用于接收光谱数据；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫会丽，杨宁，丁香乾，秦玉华，侯瑞春，石硕，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：山东,37