基于免疫传感器的便携式农药残留检测仪的研制-农业工程专业论文.docx

万方数据 万方数据 摘 要 农药的大量不合理使用，不仅严重威胁食品安全，更对人体健康形成潜在的威胁。 传统的农药残留检测仪存在操作过程复杂、仪器昂贵、需要专业技术人员等诸多问题。 为了开发一种便携式的农药残留检测仪，本文在利用生物免疫传感器法检测农药的基础 上，设计了后续的检测处理系统。主要工作包括阻抗信号特征的研究，检测系统的硬件 电路设计与制作，系统软件的设计与调试等三部分。 1、阻抗信号特征的研究。现实环境中的电子元器件比理想的纯电阻要复杂的多，它 们总是呈现出阻性、容性和感性的综合特性，而不是简单的电阻性，这三种性质共同决 定了元件的阻抗特性。农药会和修饰到传感器上的抗体发生特异性反应，改变了传感器 周围的环境，造成了传感器阻抗的改变。基于免疫传感器的此种特性，设计了后续阻抗 检测电路的工作方案。 2、设计了检测系统的硬件电路，包括单片机控制系统电路、阻抗检测与处理电路、 液晶显示电路、电源供电电路等。阻抗检测和处理电路的设计是基于 AD5933 芯片， AD5933 是一种高精度阻抗测量芯片，它提供了一个可编程的扫频发生器和 12 集成的模 拟数字转换器（ADC ），在响应信号不超过其量程范围内可以得到良好的测量结果。本 设计利用 STC89C52 型号单片机对 AD5933 芯片的工作进行指令控制。单片机对芯片传 输来的数据进行处理，并控制液晶屏 LCD12864 显示检测结果。最后将设计的硬件电路 完成 PCB 设计，制作成可供实验的电路板。 3、利用软件实现了检测电路对阻抗信号的激励、采样、处理和液晶显示。利用了串 口和 STC-ISP 软件将程序下载至单片机，并结合硬件电路板，对程序进行了运行和调试。 并结合免疫传感器和检测电路系统，对标准毒死蜱农药溶液进行了实验检验。 关键词：免疫传感器，农药残留，单片机，AD5933 芯片 I Abstract Abstract Pesticides residue is not only a serious threat to food safety, but also a threat to human health. The traditional pesticide residue detectors have many problems, for example operating process is complicate, instruments are expensive, and need professional and technical personnel. In order to develop a portable pesticide residue detector, this paper has designed the impedance detection system based on biological immunosensor method detecting pesticide. Main work includes researching of characteristics of the impedance signal, designing and constructing of the system circuit, designing and debugging of the system software and so on. First, this paper has researched the characteristics of the impedance signal. In the practical application components resistance is much more complicated than the ideal, they appeared electrical resistance property, capacitance characteristics and inductance characteristics, and these determine the impedance characteristics of the together. Idiosyncratic reaction of pesticides and immunosensor changed the impedance size of the immunosensor. This paper designed scheme for the subsequent detection circuit, based on the characteristic of immunosensor.