中南民族大学毕业论文(设计)学院： 电子信息工程学院 专业： 电子信息工程 年级： 题目：微型近红外光谱检测仪图谱显示程序 学生姓名： 学号： 指导教师姓名: 职称: 20XX年X月XX日目录摘要：1Abstract11 绪论21.1 研究背景21.2 国内外研究现状21.3 研究意义41.4 本文组织结构42 QT开发环境的搭建52.1 linux下QT-Creator安装52.1.1 QT开发环境交叉编译器安装52.1.2 配置QT-Creator使其支持交叉编译62.1.3 QTcreator 版本设置62.2 移植tslib使开发板支持触屏操作72.3 linux下QT库的安装编译72.3.1 设置linux系统环境变量82.3.2 配置qt-everywhere-opensource82.3.3 编译安装qt-everywhere-opensource82.3.4 测试ARM版的qt库是否编译安装成功92.3.5 移植 qt4.8.5到开发板92.3.6导出QT环境变量102.3.7 开发板上测试QT程序是否可以运行103 微型近红外光谱检测仪图谱显示程序软件设计113.1 微型近红外光谱检测仪图谱显示程序软件设计流程图113.2 微型近红外光谱检测仪图谱显示程序代码结构133.2.1 微型近红外光谱检测仪图谱显示程序源代码文件133.2.2 微型近红外光谱检测仪图谱显示程序头文件143.2.3 微型近红外光谱检测仪图谱显示程序界面文件153.3 微型近红外光谱检测仪图谱显示程序界面设计153.3.1 微型近红外光谱检测仪图谱显示程序网格主界面设计163.3.2 微型近红外光谱检测仪图谱显示程序标签绘制173.4 光谱数据网络传输TCP数据包格式设计173.4.1 QDataStream 传递自定义结构体类型光谱数据173.5 qt_socket编程光谱数据传输C/S架构设计183.5.1 TCP协议连接特性183.5.2 微型近红外光谱检测仪图谱显示程序客户端设计193.5.3微型近红外光谱检测仪图谱显示程序客户端代码分析204 微型近红外光谱检测仪图谱显示程序光谱显示测试224.1 水果检测葡萄反射光谱波长与吸光度关系测试数据224.2 水果检测葡萄反射光谱波长与吸光度关系曲线图235 总结展望235.1 全文总结235.2 展望24致谢24参考文献25附录25微型近红外光谱检测仪图谱显示程序摘要：微型近红外光谱检测仪图谱显示程序用于显示光电探测设备采集的光电信号，通过前端光电探头采集光信号，经过光电转换电路设备转换为模拟电信号，将电信号经过滤波、除噪声以直观的曲线图形式呈现，在光谱分析技术领域给科研人员提供了直观、准确的数据。本文采用QTCreator图形界面集成开发环境设计微型近红外光谱检测仪图谱显示程序，以ARM 开发板、安卓手机等平台作为显示程序硬件平台，光信号转换的电信号数据来自前端采集设备经3G网络传输到远程服务器，服务器将经过滤波、除噪声处理的光谱数据发送到终端显示程序并显示。关键词：近红外光、光电转换、QT、光谱曲线Tiny near infrared spectrum monitor map display programAbstract: Tiny near infrared spectrum monitor map display program is used to display photoelectric signal of the photoelectric detection equipment acquisition, through collecting front-end photoelectric detector light signal, through the photoelectric conversion circuit devices converted into analog signal, will signal after filtering, in addition to the noise present in the form of intuitive graphs, in the field of spectral analysis technique provides researchers with intuitive, accurate data.Integrated development environment based on the QT Creator a graphical interface design tiny near infrared spectrum monitor map display program, to ARM development board, the android mobile phone platform for displaying program hardware platform, such as optical signal convert electrical signals from the front data acquisition equipment by the 3 g network transmission to the remote server, the server will through filtering, noise processing of spectrum and display the data sent to the terminal display program.Keywords: near-infrared light, photoelectric conversion, QT, spectral curve1 绪论1.1 研究背景红外光谱可分为近红外（7802500nm）、中红外（250025000nm）和远红外（250001000000nm）3个谱区。从20世纪50年代起就有近红外光谱分析仪器应用于农副产品的成分分析，但是由于当时的信息处理技术的限制，没有得到长足的进步。在进入20世纪80年代以后，计算机技术迅猛发展，使得化学计量方法通过计算机能够良好解决近红外光谱多元信息的处理和提取，并且在消除背景干扰方面也取得了良好的效果，人们真正认识到近红外光谱分析仪的价值，欧美发达国家相继进入广泛的研究开发阶段。近红外光谱检测仪在20世纪90年代初开始商品化，近年来，已经深入应用到许多领域，对生产技术和科学研究的发展起到了巨大的作用，在经济上产生了巨大的效益。本课题结合国内外相关研究，以水果成分的定性、定量检测为试验样本，采用前端红外光探测器扫描，将采集到的光谱经过光电转换电路和前置放大电路将光谱信号转换为电信号，并在服务器网站和手机终端上显示水果的成分光谱分析图，微型近红外光谱检测仪图谱显示程序主要实现食品成分光谱分析图的显示功能，终端程序主要应用平台为安卓手机、ARM+linux电子设备等一系列平台。1.2 国内外研究现状从上世纪80年代中期，人类已经开始对近红外光谱检测技术有一定的研究。到目前为止，近红外光谱技术已经走过了将近50多年的发展历程。国内外已经有30多家厂家生产不同用途的近红外光谱仪，仪器的设计方式、性能、测量方法都有很多变化。 光谱仪的主要技术指标慢慢趋于稳定，理论框架和制造技术也已趋成熟。国外近红外光谱技术在大型流程工业的应用越来越广泛和成熟，由于涉及商业机密、企业经济利益（如化工、石化、食品等领域）等原因，很多实际应用都没有得到推广。比如石化行业，据统计全球仅汽油调合装置只有几百套安装在线近红外光谱仪，其它主要炼油装置如催化重整和催化裂化也都以在线近红外光谱分析技术为基础实现优化控制操作。在农产品的现场收购环节，便携式、在线和台式近红外光谱被广泛用于按质论价的分析手段，比如，在日本就有 550 家果品等级分拣企业安装 2000 多台在线近红外分析仪。在制药领域，近红外光谱分析技术正在由可选方法（Alternative method）向一次方法（Primary method）进行革命性的转变。近红外技术的应用为上述行业带来丰厚的经济效益，已成为提高企业科学管理一种重要手段。美国、法国、 德国、丹麦、瑞士、加拿大和澳大利亚等官方机构为了解决模型维护问题，已经建立粮食、甘蔗和果品分析的近红外网络体系，这些网络主要由国家相关管理部门（国家网络中心）牵头， 由行业检验机构、研究机构、仪器厂家和用户组成。丹麦在1991年建立最早的近红外网络，目前最大的是法国的 Agroreso 近红外网络，包含1000多台仪器。实践证明，网络化技术是将近红外优势在实际应用中发挥到最大程度的一个重要途径。例如，法国、德国和丹麦等国家的近红外网络已覆盖几乎所有的粮食收购点，较好地解决收购现场粮食快速检测问题，真正实现谷物的优质优价及按质分类储存。近年来，国际近红外光谱技术应用的热点主要集中在能源领域（如燃料乙醇和生物柴油等）、精细化工（如农药合成以及高聚物合成等）、制药领域的原料品质检测、生产过程控制分析、以及产品质量的快速分析等。此外，近红外光谱成像技术作为传统近红外光谱分析技术的一种补充，也越来越多地被用于制药和化工等领域。我国从上世纪 80 年代中期在近红外光谱仪的研发方面做过大量的工作，曾研制出傅立叶变换型、滤光片型、阵列检测和光栅扫描型型仪器，并在农业和石化等领域得到应用。可是与国外同类先进产品相比，国产近红外光谱仪的性能指标（波长准确性和重复性、信噪比、光谱一致性等）与国外尚存在一定差距，测量设备也不够完善，有待提高。我国在近红外光谱技术的应用研究领域，已几乎涉及所有可能的领域，但大多数工作还处在尝试性研究阶段，离实际应用要求还有一定距离，需在建模采样数量、种类、稳健性、影响因素、和规范化操作等方面做系统性的研发工作。尽管在我国一些领域（例如炼油装置的在线分析、流通领域药品的真伪鉴别、烟草品质的快速分析等），近红外光谱技术正在发挥着重要的作用。 例如， 我国炼油企业已有近百套在线近红外光谱分析仪，我国的地方药监部门也配备几百台以近红外光谱仪为核心技术的药品检测车。但客观地讲，大多数在实际应用还是有一定距离。 这与我国当前的经济状况和科技发展有直接的关系，以炼油行业为例，国外一个炼厂的原油储量与其年加工量相当， 这意味着该炼厂一年的原油原料可以保持不变，柴油和汽油等产品性质的变化仅由加工装置较小的操作参数改变引起的，因此，在较长的时期内可以不必担心分析模型的适用性，模型几乎不需要扩充维护，可以长期稳定使用。而在我国，尤其是沿海炼厂，原油的储量仅为半个月或更短的加工量，且原油种类变换频繁，使汽油和柴油等产品的组成波动较大，分析模型也必须随之进行频繁的扩充更新，这在很大程度上限制近红外光谱技术优势的发挥。随着我国企业管理水平的不断提高， 例如通过原油调合技术保证原油进料的相对稳定，可使后续炼油产品品质在较小的范围内波动，这时近红外光谱技术就会发挥其本应有的作用。 1.3 研究意义本文结合国内外针对近