一种分子识别终端、分子识别手机和分子识别方法
【专利摘要】本发明公开了一种分子识别终端、分子识别手机和分子识别方法，所述分子识别终端包括本地装置和远程装置，所述本地装置包括分子红外传感器、传感器通信接口模块、本地处理器、操作单元和显示单元，所述远程装置包括远程处理器，其中，本地装置完成对待测物体的分子振动图谱的采集，远程装置完成对分子振动图谱的分析和判断，本地装置与远程装置之间以通信的方式实现数据的交换，从而将传统的在本地对待测物体进行分子识别的方法分解为本地加远程的识别方法，简化本地处理步骤，进一步减小本地识别设备即分子识别终端的负担，从而可实现分子识别设备的小型化，解决了当前的分子识别设备体型大、成本高、使用和携带不方便的问题。
【专利说明】
一种分子识别终端、分子识别手机和分子识别方法
技术领域
[0001]本发明涉及分子识别技术领域，具体涉及一种分子识别终端、分子识别手机和分子识别方法。
【背景技术】
[0002]我国目前处于一个经济快速发展的时代，然而假冒伪劣产品随着市场经济的发展也大量出现，成为阻碍经济和社会发展的一个十分突出的问题。近年来，随着电子科技的不断发展，针对某一物体进行分子识别进而判断该物体的化学成分的分子识别技术得到了快速发展，各种分子识别设备的出现在一定程度上解决了通过分子识别实现对假冒产品的甄别的问题。但当前的分之识别设备都是只能在实验室使用的大型专业检测设备，存在成本高昂、使用和携带不方便的问题。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种分子识别终端、分子识别手机和分子识别方法，解决当前的分子识别设备体型大、成本高、使用和携带不方便的问题。
[0004]本发明通过下述技术方案实现:
一种分子识别终端，包括本地装置和远程装置，所述本地装置包括:分子红外传感器、传感器通信接口模块、本地处理器、操作单元和显示单元，所述远程装置包括远程处理器，其中，
所述分子红外传感器用于采集待测物体的分子振动图谱，并将其发送到传感器通信接口丰旲块；
所述传感器通信接口模块一端连接分子红外传感器，另一端连接本地处理器，用于分子红外传感器与本地处理器之间的数据交换；
所述本地处理器与远程处理器通过网络进行通信，用于控制分子红外传感器，并对传感器通信接口传送的分子振动图谱进行采样和数字化处理后，将其通过网络发送到远程处理器；
所述操作单元与本地处理器电连接，用于向本地处理器发出操作指令；
所述显示单元与本地处理器电连接，用于显示待测物体的检测结果；
所述远程处理器用于对本地处理器传送的采样和数字化处理后的振动图谱进行分析，判断待测物体的化学成分，并将其作为检测结果通过网络发送到本地处理器。
[0005]特别地，所述分子红外传感器包括红外源和接收器，所述接收器设有狭缝和多级色散装置，红外源向待测物体发射红外光，返回的光线经狭缝射入第一级色散装置，经第一级色散装置反射后射入第二级色散装置，经第二级色散装置衍射后射入第三级色散装置，经第三级色散装置反射后采集振动图谱，所述第一级色散装置采用反光镜，所述第二级色散装置采用光栅，所述第三级色散装置采用反光镜，其中，返回光线的射入方向依次设有狭缝、第三级色散装置、第二级色散装置、第一级色散装置。
[0006]特别地，所述本地处理器和远程处理器通过无线网络进行通信。
[0007]特别地，所述传感器通信接口模块包括MIPI接口模块和I2C接口模块，所述MIPI接口模块一端连接分子红外传感器，另一端连接本地处理器，用于分子红外传感器和本地处理器之间双向握手信号交互;所述I2C接口模块一端连接分子红外传感器，另一端连接本地处理器，用于将分子红外传感器采集的待测物体的分子振动图谱转化为与本地处理器相匹配的数据格式发送到本地处理器。
[0008]特别地，所述分子识别终端还包括加密单元、时钟管理单元和电源管理单元，所述加密单元与本地处理器电连接，用于对采样和数字化处理后的分子振动图谱进行加密处理，所述时钟管理单元和电源管理单元均与分子红外传感器电连接，分别用于向分子红外传感器提供时钟信号和提供电压。
[0009]本发明还公开了一种分子识别手机，其包括上述分子识别终端。
[0010]特别地，所述本地处理器采用手机应用处理器，所述传感器通信接口采用手机通信接口，所述操作单元和显示单元采用手机触摸屏。
[0011]本发明还公开了一种分子识别方法，具体包括如下步骤:
A、分子红外传感器采集待测物体的分子振动图谱；
B、本地处理器获得分子振动图谱，对其进行采样和数字化处理后，将其通过网络发送到远程处理器；
C、远程处理器对采样和数字化处理后的振动图谱进行分析，判断待测物体的化学成分，将其作为检测结果通过网络发送到本地处理器。
[0012]特别地，所述步骤B中本地处理器获得分子振动图谱，对其进行采样和数字化处理后，将其通过无线网络发送到远程处理器。
[0013]特别地，所述步骤B中本地处理器获得分子振动图谱具体包括:分子红外传感器和本地处理器之间双向握手信号通过I2C接口进行交互和分子红外传感器将采集的待测物体的分子振动图谱发送到本地处理器。
[0014]特别地，所述步骤B中本地处理器获得分子振动图谱，对其进行采样和数字化处理后，进一步对其进行加密后，将其通过网络发送到远程处理器。
[0015]本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果:
本发明所述一种分子识别终端、分子识别手机和分子识别方法，本地装置完成对待测物体的分子振动图谱的采集，远程装置完成对分子振动图谱的分析和判断，本地装置与远程装置之间以通信的方式实现数据的交换，从而实现了分子识别设备的小型化，甚至在手机中安装相应的分子识别终端即能完成对待测物体的分子识别，解决了当前的分子识别设备体型大、成本高、使用和携带不方便的问题。
【附图说明】
[0016]此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中:
图1为本发明实施例1提供的分子识别终端结构框图。
[0017]图2为本发明实施例2提供的分子识别手机结构框图。
[0018]图3为本发明实施例3提供的分子识别方法流程图。
[0019]图4为当前分子红外传感器接收器接收光线示意图。
[0020]图5为本发明实施例1提供的分子红外传感器接收器接收光线示意图。
【具体实施方式】
[0021]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
[0022]实施例1
如图1所示，图1为本发明实施例1提供的分子识别终端结构框图。
[0023]本实施例中，所述分子识别终端包括本地装置和远程装置，所述本地装置包括:分子红外传感器、传感器通信接口模块、本地处理器、操作单元和显示单元，所述远程装置包括远程处理器，其中，
所述分子红外传感器与传感器通信接口模块电连接，在对待测物体进行分子识别的过程中，向待测物体发射近红外光，激发待测物体中的分子振动，一段时间后开启收集功能，采集待测物体的分子振动图谱，并将其发送到传感器通信接口模块。
[0024]所述传感器通信接口模块一端连接分子红外传感器，另一端连接本地处理器，将分子红外传感器采集的待测物体分子振动图谱发送到本地处理器，同时将本地处理器发出的控制指令发送到分子红外传感器。
[0025]所述本地处理器与传感器通信接口模块电连接，同时与远程处理器通过网络进行通信，在对待测物体进行分子识别的过程中，本地处理器向分子红外传感器发出采集指令，控制分子红外传感器向待测物体发射近红外光，从而激发待测物体中的分子振动，采集待测物体的分子振动图谱，通过传感器通信接口模块将分子振动图谱发送至本地处理器，本地处理器对其进行采样和数字化处理后，将其通过网络发送到远程处理器。
[0026]所述操作单元与本地处理器电连接，可以采用按键或触摸屏，向本地处理器发出开始测试等操作指令，本地处理器获得开始测试的指令后，控制分子红外传感器动作。
[0027]所述远程处理器通过网络与本地处理器进行通信，获得本地处理器传送的采样和数字化处理后的振动图谱，对其进行分析，判断待测物体的化学成分，并将其作为检测结果通过网络发送到本地处理器。
[0028]所述显示单元与本地处理器电连接，可以采用LCD显示屏或触摸屏，显示远程处理器返回到本地处理器的待测物体的检测结果。
[0029]在本实施例的一个优选实施方式中，所述分子红外传感器包括红外源和接收器，所述接收器设有多级色散装置。如图4所示，图4为当前分子红外传感器接收器接收光线示意图，红外源向待测物体发射近红外光，促使待测物体中分子结构发生振动，返回的光线经设置于A处的棱镜进行分光，从图中可以看出在C处获得的波长范围远大于在B处获得的波长范围，故必须保证合适的距离才能获得分辨率高、清晰的图谱，该特性导致高分辨率的分子红外传感器体积较大。而本实施例的一个优选实施方式中，采用多级色散装置，如图5所示，图5为本发明实施例1提供的分子红外传感器接收器接收光线示意图，在对待测物体进行识别的过程中，本地处理器向分子红外传感器发出采集指令，则红外源向待测物体发射近红外光，从而促使待测物体中分子结构发生振动，接收器接收待测物体的分子振动图谱，所述接收器内部设有设置于A处的狭缝和分别设置于B处、C处、D处的第一级、第二级、第三级色散装置，返回光线的射入方向依次设有狭缝、第三级色散装置、第二级色散装置、第一级色散装置，第一级色散装置采用反光镜，第二级色散装置采用光栅，第三级色散装置采用反光镜，返回的光线经狭缝射入第一级色散装置，经第一级色散装置反射后射入第二级色散装置，经第二级色散装置衍射后射入第三级色散装置，经第三级色散装置反射后采集振动图谱，每级色散装置按照一定的角度放置于一定的位置，从而保证前面一级色散装置射出的光线进入下一级色散装置，实现在较短的距离对返回的光线进行多次反射和/或衍射，既保证了获得的波长范围广，又缩短了距离，从而实现高分辨率的分子红外传感器体积大大缩小，进一步缩小了分子识别终端的体积。
[0030]在本实施例的一个优选实施方式中，所述本地处理器和远程处理器通过无线网络进行通信。所述远程处理器采用云端数据库，本地处理器发送的采样和数字化处理后的振动图谱通过无线网络传送到云端数据库，在云端数据库进行对比分析，并将分析的结果通过无线网络发送到本地处理器。
[0031 ]在本实施例的一个优选实施方式中，所述传感器通信接口模块包括MIPI接口模块和I2C接口模块，所述MIPI接口模块和I2C接口模块均一端连接分子红外传感器，另一端连接本地处理器，当分子红外传感器采集完成待测物体的分子振动图谱后，先经I2C接口模块向本地处理器发送双向握手信号，通知本地处理器有数据将要进行传输，之后将分子振动图谱经MIPI接口模块传输到本地处理器。
[0032]在本实施例的一个优选实施方式中，所述本地装置还包括加密单元，所述加密单元与本地处理器电连接，所有经本地处理器采样和数字化处理后的分子振动图谱，在发送到远程处理器之前都必须经加密单元进行加密处理。
[0033]在本实施例的一个优选实施方式中，所述本地装置还包括时钟管理单元和电源管理单元，所述时钟管理单元和电源管理单元均与分子红外传感器电连接，向分子红外传感器提供时钟信号和提供电压。当分子红外识别传感器没有数据传输时，时钟管理单元关闭，让分子红外传感器进入浅睡眠状态，这种状态可以是一个暂态；当有数据传输，I2C握手信号出现后，时钟管理单元打开，分子红外传感器立即可以开始工作；而当I2C握手信号长时间都没有信号传输，则说明分子红外传感器不被启动，则关闭电源管理单元，分子红外传感器进入深睡眠状态。从深睡眠状态恢复到工作状态需要经历一定的时长，重新启动相关电路等待稳定时间及锁定时间。
[0034]本发明的第一实施例的技术方案，本地装置完成对待测物体的分子振动图谱的采集，远程装置完成对分子振动图谱的分析和判断，本地装置与远程装置之间以通信的方式实现数据的交换，从而实现了微型的本地装置与虚拟的远程装置，进一步实现了分子识别设备的小型化，便于使用和携带，解决了当前的分子识别设备因采用大型仪器加计算机而导致的体型大、成本高、使用和携带不方便的问题。
[0035]实施例2
本实施例示出一种分子识别手机，具体为将实施例1所述的分子识别终端应用于手机，所述本地处理器采用手机应用处理器，所述传感器通信接口采用手机通信接口，所述操作单元和显示单元采用手机触摸屏。
[0036]如图2所示，图2为本发明实施例2提供的分子识别手机结构框图。
[0037]本实施例中，所述分子识别手机包括分子红外传感器、手机通信接口模块、手机应用处理器和手机触摸屏，所述分子红外传感器经手机通信接口模块连接手机应用处理器，所述手机触摸屏连接手机应用处理器。与本发明实施例1同理，所述分子识别手机对待测物体进行分子识别的原理为:通过手机触摸屏向手机应用处理器发出识别指令，手机应用处理器接收指令后控制分子红外传感器发送近红外光到待测物体，激发待测物体分子振动，分子红外传感器采集分子振动图谱，通过手机通信接口模块将分子振动图谱传送到手机应用处理器，经过手机应用处理器的采样数字化处理后发送到云端数据库进行数据对比，对比结果作为检测结果传送回手机应用处理器，在手机触摸屏进行显示。
[0038]在本实施例的一个优选实施方式中，所述分子红外传感器与实施例1相同，从而在保证了在高分辨率的基础上大大缩小了分子红外传感器的体积，使之能够集成于手机中。
[0039]在本实施例的一个优选实施方式中，所述手机应用处理器和云端数据库通过无线网络进行通信。手机应用处理器发送的采样和数字化处理后的振动图谱通过无线网络传送到云端数据库，在云端数据库进行对比分析，并将分析的结果通过无线网络发送到手机应用处理器。
[0040]在本实施例的一个优选实施方式中，所述手机通信接口模块包括MIPI接口模块和I2C接口模块，所述MIPI接口模块和I2C接口模块均一端连接分子红外传感器，另一端连接手机应用处理器，当分子红外传感器采集完成待测物体的分子振动图谱后，先经I2C接口模块向手机应用处理器发送双向握手信号，通知手机应用处理器有数据将要进行传输，之后将分子振动图谱经MIPI接口模块传输到手机应用处理器。
[0041]在本实施例的一个优选实施方式中，所述分子识别手机还包括加密单元，所述加密单元与手机应用处理器电连接，所有经手机应用处理器采样和数字化处理后的分子振动图谱，在发送到云端数据库之前都必须经加密单元进行加密处理。
[0042]在本实施例的一个优选实施方式中，所述分子识别手机还包括时钟管理单元和电源管理单元，所述时钟管理单元和电源管理单元均与分子红外传感器电连接，向分子红外传感器提供时钟信号和提供电压。当分子红外识别传感器没有数据传输时，时钟管理单元关闭，让分子红外传感器进入浅睡眠状态，这种状态可以是一个暂态；当有数据传输，I2C握手信号出现后，时钟管理单元打开，分子红外传感器立即可以开始工作；而当I2C握手信号长时间都没有信号传输，则说明分子红外传感器不被启动，则关闭电源管理单元，分子红外传感器进入深睡眠状态。从深睡眠状态恢复到工作状态需要经历一定的时长，重新启动相关电路等待稳定时间及锁定时间。
[0043]本发明的第二实施例的技术方案，分子识别手机完成对待测物体的分子振动图谱的采集，云端完成对分子振动图谱的分析和判断，手机与云端以通信的方式实现数据的交换，将传统的实验室“大型仪器+计算机”的识别模式变为“手机+云端”的方式，手机不仅是一个能打电话、发短信的通信工具，进一步成为了一个集分子识别功能于一体的智能控制产品，同时，手机作为分子识别设备便于使用和携带，解决了当前的分子识别设备因采用大型仪器加计算机而导致的体型大、成本高、使用和携带不方便的问题，使分子识别技术更广阔的用于日常生活中，便于推广和普及。
[0044]实施例3
本实施例示出一种分子识别方法，具体包括如下步骤: S101、分子红外传感器采集待测物体的分子振动图谱。
[0045]通过操作单元向本地处理器发出识别指令，本地处理器接收指令后控制分子红外传感器发送近红外光到待测物体，激发待测物体分子振动，分子红外传感器采集分子振动图谱，通过传感器通信接口模块将分子振动图谱传送到本地处理器。
[0046]S102、本地处理器获得分子振动图谱，对其进行采样和数字化处理后，将其通过网络发送到远程处理器。
[0047]本地处理器获得的待测物体分子振动图谱为图片格式，为便于与远程处理器之间的数据传输，本地处理器对其进行采样和数字化处理后将其通过网络发送到远程处理器。
[0048]S103、远程处理器对采样和数字化处理后的振动图谱进行分析，判断待测物体的化学成分，将其作为检测结果通过网络发送到本地处理器。
[0049]待测物体的分子振动图谱经本地处理器进行采样数字化处理后发送到云端数据库，利用大数据资源将其与数据库中的实物成分曲线进行分析比对和拟合，对比结果作为检测结果通过网络传送回本地处理器，在显示单元进行显示。
[0050]在本实施例的一个优选实施方式中，所述步骤S102中本地处理器获得分子振动图谱，对其进行采样和数字化处理后，将其通过无线网络发送到远程处理器。
[0051]在本实施例的一个优选实施方式中，所述步骤S102中本地处理器获得分子振动图谱具体包括:当分子红外传感器采集完成待测物体的分子振动图谱后，先经I2C接口模块向本地处理器发送双向握手信号，通知本地处理器有数据将要进行传输，之后将分子振动图谱经MIPI接口模块传输到本地处理器。
[0052]在本实施例的一个优选实施方式中，所述步骤S102中本地处理器获得分子振动图谱，对其进行采样和数字化处理后，进一步对其进行加密后，将其通过网络发送到远程处理器。
[0053]在本实施例的一个优选实施方式中，所述分子识别方法还包括S104:当分子红外识别传感器没有数据传输时，时钟管理单元关闭，让分子红外传感器进入浅睡眠状态，这种状态可以是一个暂态；当有数据传输，I2C握手信号出现后，时钟管理单元打开，分子红外传感器立即可以开始工作;而当I2C握手信号长时间都没有信号传输，则说明分子红外传感器不被启动，则关闭电源管理单元，分子红外传感器进入深睡眠状态。从深睡眠状态恢复到工作状态需要经历一定的时长，重新启动相关电路等待稳定时间及锁定时间。
[0054]本发明的第三实施例的技术方案，本地装置完成对待测物体的分子振动图谱的采集步骤，远程装置完成对分子振动图谱的分析和判断步骤，本地装置与远程装置以通信的方式实现数据的交换，从而将传统的在本地对待测物体进行分子识别的方法分解为本地加远程的识别方法，简化本地处理步骤，进一步减小本地识别设备即分子识别终端的负担，从而可实现分子识别设备的小型化，便于使用和携带，解决了当前的因所有的识别步骤都在本地完成而导致的分子识别设备体型大、成本高、使用和携带不方便的问题，使分子识别技术更广阔的用于日常生活中，便于推广和普及。
[0055]需要说明的是，本发明实施例三所述方法适用于本发明实施例一所述分子识别终端，同样适用于本发明实施例二所述的分子识别手机，与应用于本发明实施例一所述分子识别终端同理，分子识别手机完成对待测物体的分子振动图谱的采集步骤，云端数据库完成对分子振动图谱的分析和判断步骤，分子识别手机与云端数据库以通信的方式实现数据的交换，从而将传统的在本地对待测物体进行分子识别的方法分解为分子识别手机加云端数据库的识别方法，简化本地处理步骤，进一步减小本地识别设备即分子识别手机的负担，从而手机不仅是一个能打电话、发短信的通信工具，进一步成为了一个集分子识别功能于一体的智能控制产品，并且手机作为分子识别设备便于使用和携带，解决了当前的因所有的识别步骤都在本地完成而导致的分子识别设备体型大、成本高、使用和携带不方便的问题，使分子识别技术更广阔的用于日常生活中，便于推广和普及。
[0056]以上所述的【具体实施方式】，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的【具体实施方式】而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种分子识别终端，其特征在于，包括本地装置和远程装置，所述本地装置包括:分子红外传感器、传感器通信接口模块、本地处理器、操作单元和显示单元，所述远程装置包括远程处理器，其中， 所述分子红外传感器用于采集待测物体的分子振动图谱，并将其发送到传感器通信接口丰旲块； 所述传感器通信接口模块一端连接分子红外传感器，另一端连接本地处理器，用于分子红外传感器与本地处理器之间的数据交换； 所述本地处理器与远程处理器通过网络连接，用于控制分子红外传感器，并对传感器通信接口传送的分子振动图谱进行采样和数字化处理后，将其通过网络发送到远程处理器； 所述操作单元与本地处理器电连接，用于向本地处理器发出操作指令； 所述显示单元与本地处理器电连接，用于显示待测物体的检测结果； 所述远程处理器用于对本地处理器传送的采样和数字化处理后的振动图谱进行分析，判断待测物体的化学成分，并将其作为检测结果通过网络发送到本地处理器。2.根据权利要求1所述的分子识别终端，其特征在于，所述分子红外传感器包括红外源和接收器，所述接收器设有狭缝和多级色散装置，红外源向待测物体发射红外光，返回的光线经狭缝射入第一级色散装置，经第一级色散装置反射后射入第二级色散装置，经第二级色散装置衍射后射入第三级色散装置，经第三级色散装置反射后采集振动图谱，所述第一级色散装置采用反光镜，所述第二级色散装置采用光栅，所述第三级色散装置采用反光镜，其中，返回光线的射入方向依次设有狭缝、第三级色散装置、第二级色散装置、第一级色散目.ο3.根据权利要求1所述的分子识别终端，其特征在于，所述本地处理器和远程处理器通过无线网络进行通信。4.根据权利要求1所述的分子识别终端，其特征在于，所述传感器通信接口模块包括MIPI接口模块和I2C接口模块，所述MIPI接口模块一端连接分子红外传感器，另一端连接本地处理器，用于分子红外传感器和本地处理器之间双向握手信号交互;所述I2C接口模块一端连接分子红外传感器，另一端连接本地处理器，用于将分子红外传感器采集的待测物体的分子振动图谱转化为与本地处理器相匹配的数据格式发送到本地处理器。5.根据权利要求1所述的分子识别终端，其特征在于，所述本地装置还包括加密单元、时钟管理单元和电源管理单元，所述加密单元与本地处理器电连接，用于对采样和数字化处理后的分子振动图谱进行加密处理，所述时钟管理单元和电源管理单元均与分子红外传感器电连接，分别用于向分子红外传感器提供时钟信号和提供电压。6.—种具有如权利要求1至5任一所述的分子识别终端的分子识别手机，其特征在于，所述本地处理器采用手机应用处理器，所述传感器通信接口采用手机通信接口，所述操作单元和显示单元采用手机触摸屏。7.一种分子识别方法，其特征在于，具体包括如下步骤: A、分子红外传感器采集待测物体的分子振动图谱； B、本地处理器获得分子振动图谱，对其进行采样和数字化处理后，将其通过网络发送到远程处理器； C、远程处理器对采样和数字化处理后的振动图谱进行分析，判断待测物体的化学成分，将其作为检测结果通过网络发送到本地处理器。8.根据权利要求7所述的分子识别方法，其特征在于，所述步骤B中本地处理器获得分子振动图谱，对其进行采样和数字化处理后，将其通过无线网络发送到远程处理器。9.根据权利要求7所述的分子识别方法，其特征在于，所述步骤B中本地处理器获得分子振动图谱具体包括:分子红外传感器和本地处理器之间双向握手信号通过I2C接口进行交互和分子红外传感器将采集的待测物体的分子振动图谱发送到本地处理器。10.根据权利要求7所述的分子识别方法，其特征在于，所述步骤B中本地处理器获得分子振动图谱，对其进行采样和数字化处理后，进一步对其进行加密后，将其通过网络发送到远程处理器。
【文档编号】G01H9/00GK105933459SQ201610520474
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年7月5日
【发明人】毕敏, 徐华
【申请人】四川长虹通信科技有限公司