背景

目前，全球正面臨著新型冠狀病毒疾病（COVID－19）大流行帶來的前所未有的威脅。許多國(guó)家已采納世界衛(wèi)生組織（WHO）建議，將保持人與人之間的距離作為減少疾病傳播的方法之一。許多企業(yè)也積極響應(yīng)政府號(hào)召，鼓勵(lì)員工在家辦公、避免接觸。雖然世衛(wèi)組織明確了COVID－19不是食品安全問題，但此次疫情卻給食品行業(yè)帶來新的變化，切實(shí)推動(dòng)了云服務(wù)在食品檢測(cè)行業(yè)的發(fā)展。針對(duì)防疫所帶來的更多基于云服務(wù)的大數(shù)據(jù)分析需求，食品檢測(cè)行業(yè)需要新的解決方案來滿足這一需求。對(duì)此，技術(shù)型分銷商Excelpoint世健公司推出了基于阿里云應(yīng)用的食品光譜分析安全檢測(cè)方案。

云介入

食品行業(yè)應(yīng)建立基于危害分析和關(guān)鍵控制點(diǎn)（HACCP）原則的食品安全管理體系（FSMS），以管理食品安全風(fēng)險(xiǎn)、防止食品污染。保持食品加工環(huán)境，云應(yīng)用在食品安全檢查的應(yīng)用與實(shí)踐，以及在互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用日益廣泛，食品安全領(lǐng)域監(jiān)管和結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)與檢測(cè)，機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、小樣本、分散式的碎片化數(shù)據(jù)，通過云應(yīng)用進(jìn)行快速收集、存儲(chǔ)、分析和鑒別，很好地符合當(dāng)前食品安全檢測(cè)要求相類方案成為行業(yè)趨勢(shì)。

解決方案

眾所周知，因?yàn)闀r(shí)間帶來的積累性氧化是食品變質(zhì)的主要問題之一，以果汁、食用油為例，因?yàn)檠趸�而改變顏色、濃度和味道；食用油被污染或多次煎炸，�?huì)改變顏色和光譜譜線。

世健公司攜手Microchip帶來了基于阿里云平臺(tái)開發(fā)，針對(duì)飲料、液態(tài)食品、食物添加劑等安全檢測(cè)應(yīng)用場(chǎng)景的解決方案。

食品安全檢測(cè)原理是由LED發(fā)射出可見光，通過比色皿吸收后，在可見光部分有吸收，由傳感器檢測(cè)液體的光譜曲線，不同的液體在可見光譜段有不同的光譜曲線，模塊檢測(cè)其光譜數(shù)據(jù)，通過NB－IoT無線通信模塊上傳到阿里云物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，經(jīng)過樣本學(xué)習(xí)及云計(jì)算來辨別種類。

本方案設(shè)計(jì)中使用了MICROCHIP公司基于ARM Cortex－M0＋的超低功耗處理器作為主控平臺(tái)運(yùn)行本地?cái)?shù)據(jù)采集和阿里云的通信協(xié)議，光譜傳感器使用了ams公司的產(chǎn)品，LED光源采用首爾半導(dǎo)體的產(chǎn)品，無線連接采用的芯訊通NB－IOT模塊具備覆蓋廣、支持海量連接、低功耗、低成本等多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。

方案具體介紹

設(shè)計(jì)框圖

LED光源：首爾半導(dǎo)體的SUNLIKE系列

在可見光范圍內(nèi)有高質(zhì)量的光譜輸出。

光譜傳感器：ams傳感器在可見光到近紅外部分（400nm－940nm）有18個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，每個(gè)波長(zhǎng)的半峰寬是20nm。

MCU處理器：MICROCHIP的ATSAML21

SAML21硬件架構(gòu)

超低功耗ARM Cortex－M0＋MCU架構(gòu)，運(yùn)行頻率高達(dá)48MHz；

工作模式下的功耗為35Ua／MHz，在睡眠模式下的功耗低于200nA；

集成高級(jí)模擬外設(shè)、高級(jí)PWM、靈活的SERCOM、USB、硬件觸摸PTC加密引擎等；