单片机的农药残留快速检测硬件部分
随着19世纪工农业的发展与人们对蔬果食品的广大需求，农药开始广泛的出现在市场和农场上。农药的出现，对植物妨害病虫和茁壮成长起到了很大的作用，农药的出现，让农业的生产率得以大幅度的提高，人们的需求得以一定的满足。但是，随之而来的农药的副作用接踵而来。农药虽然可以增加农作物的产率，但潜在的农药毒素也成了广大命中越来越关注的问题。所以，农药残留的检测成为了一项重大的研究。经过多年的努力，市场上终于出现了有效的农药残留检测的研究方案。传统的农药残留快速检测主要有高效液相色谱法、有气相色谱法、气相色谱-质谱联用技术、液相色谱-质谱联用技术等方法。与传统的农药检测方法相比，光电检测具有相对的优点，比如说取样量少快速简便，检测的灵敏度相对较高，并且可在较差的环境中进行检测和可以连续检测。本文结合了传统的化学发光法农药残留检测和广电快速检测农药残留两种方法，设计出一个单片机的农药残留光电检测方案对农药进行检测，并进行了理论的撰写和实际的研究。关键字 农药残留，传统检测，光电检测目 录
1. 绪论 1
1．1 引言 1
1．2 传统农药残留检测技术 2
1．3 先进农药检测技术——光电检测 4
1．4 研究设计思路 7
2 研究设计介绍 8
2．1 光电检测系统的设计 8
2．2 数模转换器的设计 12
2．3 单片机系统的设计 13
3 设计实例展示 14
3．1 设计原理及仿真图 14
3．2 硬件实物图及测试 15
3．3 小结 16
结 论 17
致 谢 18
参 考 文 献 19
1 绪论
1．1 引言
农药的本质是一种化学合成物，也有可能是一种天然的物质，更有可能一种或者好几种物质的混合物以及他们的调制的药剂。农药的使用对象主要有农业或者林业方面的东西，主要功能就是当农业和林业方面的作物有病害、虫灾或者杂草的时候起到消灭它们或者控制它们的作用，在没有这些问题的时候也可以起到预防的作用。可以说对农、林也的发展起到了至关重要的作用。
不仅如此，在其他很多具体的方面
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引言
农药的本质是一种化学合成物，也有可能是一种天然的物质，更有可能一种或者好几种物质的混合物以及他们的调制的药剂。农药的使用对象主要有农业或者林业方面的东西，主要功能就是当农业和林业方面的作物有病害、虫灾或者杂草的时候起到消灭它们或者控制它们的作用，在没有这些问题的时候也可以起到预防的作用。可以说对农、林也的发展起到了至关重要的作用。
不仅如此，在其他很多具体的方面农药都起到了不可代替的作用。其一：当出现可以危害农业作物和林业产物的一些问题，比如说病害、虫害、杂草或者一些软体组织的动物的时候，能起到预防、控制、甚至消灭的作用；其二：农药可以在出现仓储病、虫子或者老鼠这些等等的有害生物的时候，也可以起到预防、控制、甚至消灭的效果；其三：农药也可以控制以及调节一些农业作物和林业产物的生长周期和成熟时间；其四：农业也可以用来作为农业作物和林业产物的防腐剂和保鲜品，可以让它们保持良好的外观状态，当然有时候这是不可取的；不仅如此，农药甚至还可以用于其他领域，比如说在机场，铁路和建筑方面，也可以用来预防、控制、甚至消灭一些有害生物，防止它们的发展破坏这些建筑物。所以可以说，农药的作用还是非常巨大的。
虽然农药对农业和林业以及一些其他行业都有不可替代的重要作用，在使用之后对人类起到了一定成都的好处，但是，农药的过度使用和不正当使用，同时也给人类本身和其他无关的生物带来的伤害甚至毁灭性的打击。近年来，各种农药对认了的危害例子不计其数，对其他生物造成的毁灭性的打击更是无法统计。所以，农药用了可以一定程度上的造福人类，但是也在一定程度上开始毁灭地球。根据很多相关的文献和媒体报道，农药一般情况下只能起到十分之一的作用，也就是说农药一般情况下只有十分之一能够利用起来，剩下的十分之九的农药并没有使用到，而且这十分之九的农药会残留在地球的环境中，可能是土壤里，也可能是在水里，更有可能是在空气中，这样九对环境造成的巨大的污染。这些残留的十分之九的农药，很少会自然消失或者随着时间慢慢流失，大部分都是残留着在水中和土壤里或者流失在空气中，之后通过植物的生长带入到植物体内，最后人们食用之后九转移到人体内，对人体造成了巨大的伤害。
到了二十一世纪，世界进入到了和平与发展的时代，我国的国民生产总值跃居世界第二，国民生活质量大幅度提升，开始追求高质量高品质的生活，所以环保意识也逐渐提高起来，于是农药对人体的危害也被人们和专家们提了出来。随之，农药的危害，农业作物和林业产物的农药含量问题也日益被关注。所以，一些农药的问题和发展日益广泛，比如说怎样具体有效的检测和控制农药的残留开始成为人们越来越关注的问题，也引起了国家和其他国家的高度重视。
农药残留是个专业名词，它主要是只在农业作物和林业产物使用农药过后，这些农业作物和林业产物以及生态环境中含有的农药原物、谢代物以及降解物和杂质称呼，正常情况下将之称为农药残留量。在正常情况下，农药残留的量的大小，是和农药使用之后剩余的农药原体或者其他谢代物和降解物的残留的数量有关，而且和其他很多种因素有关。农药使用之后的农药残留，造成了诸多影响，比如说水、食物、以及生态环境等等各个方面的严重污染，不仅对环境造成了污染，也时时刻刻对人体健康和生命安全有着严重的威胁。所以在二十一世纪，农药的问题被一次又一次的搬上舞台，农药残留的测量和农药的控制也成了急需解决的问题。
1．2 传统农药残留检测技术
在现在市场上和农业、林业方面，普遍的农药残留检测方法胡要有气相色谱法、高效液相色谱法、气-质联用和液-质联用、化学发光法、免疫法等检测方法。
1.2.1 高效液相色谱法
高效液相色谱法也是很早就出现的一种农药检测方法，大约在二十世纪六十年代左右出现的。这种名叫高效液相色谱法的检测方法具有很广泛的应用范围，可以说世界上估计有五分之四左右的有机物都可以使用高效液相色谱法来检测，以检测其农药残留及分析。相对气相色谱法来说，高效液相色谱法具有它独特的优点。比如说功能如其名，它的效率高，具体是指抗压、测定高速、效果高效、灵敏度高等几大特点，并且应用范围相对之广，特别可以用来对于热不稳定的化学物质的测量且效果显著。
有利就有弊，高效液相色谱发也有其缺点，主要体现在用这种方法测定的时候使用的药剂消耗太大，而且测量成本很高且难度大，主要是因为这种测量方式的仪器造价太高且仪器的种类很少，色谱柱制作起来的难度特别大。更重要的是，这种测量方式缺少一种通用的检测仪器。这也就造成了高效液相色谱法测量的不普遍性。
1.2.2 气相色谱法
气相色谱法是一种非常古老而且传统并且经典的农药残留的检测方法，它的有点就是能够比较强的将农药分离，灵敏度非常高而且应用的范围非常广泛。在目前状况下，农药残留检测大部分还是使用气相色谱法来进行测试的。对于一些农药残留检测的要求来看，有的需要检测的农药的样品分析起来比较复杂，有些里面的农药含量比较低，而且大多数的有机磷农药挥发性高，很容易就挥发掉，或者是热稳定性差，温度一旦过高的话就容易发生变异，所以在这些情况下想要对农药的浓度进行检测就必须要使用灵敏度高和选择性好的方法来对农药进行检测，于是气相色谱法是首选的检测方法。
但是，气相色谱法也有着致命的缺点，很多情况下就不适用与农药的浓度检测。比如说当成本不能过高的时候就不可以使用，因为气相色谱法的检测成本比较高，价格昂贵。并且气相色谱法检测时候样品处理起来相当麻烦，处理的时间也比较长，还有技术要求高，不可以普遍使用。
1.2.3 气-质联用和液-质联用
气-质联用和液-质联用这两种方式在一定程度上来说具有相似的原理
1. 绪论 1
1．1 引言 1
1．2 传统农药残留检测技术 2
1．3 先进农药检测技术——光电检测 4
1．4 研究设计思路 7
2 研究设计介绍 8
2．1 光电检测系统的设计 8
2．2 数模转换器的设计 12
2．3 单片机系统的设计 13
3 设计实例展示 14
3．1 设计原理及仿真图 14
3．2 硬件实物图及测试 15
3．3 小结 16
结 论 17
致 谢 18
参 考 文 献 19
1 绪论
1．1 引言
农药的本质是一种化学合成物，也有可能是一种天然的物质，更有可能一种或者好几种物质的混合物以及他们的调制的药剂。农药的使用对象主要有农业或者林业方面的东西，主要功能就是当农业和林业方面的作物有病害、虫灾或者杂草的时候起到消灭它们或者控制它们的作用，在没有这些问题的时候也可以起到预防的作用。可以说对农、林也的发展起到了至关重要的作用。
不仅如此，在其他很多具体的方面
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
引言
农药的本质是一种化学合成物，也有可能是一种天然的物质，更有可能一种或者好几种物质的混合物以及他们的调制的药剂。农药的使用对象主要有农业或者林业方面的东西，主要功能就是当农业和林业方面的作物有病害、虫灾或者杂草的时候起到消灭它们或者控制它们的作用，在没有这些问题的时候也可以起到预防的作用。可以说对农、林也的发展起到了至关重要的作用。
不仅如此，在其他很多具体的方面农药都起到了不可代替的作用。其一：当出现可以危害农业作物和林业产物的一些问题，比如说病害、虫害、杂草或者一些软体组织的动物的时候，能起到预防、控制、甚至消灭的作用；其二：农药可以在出现仓储病、虫子或者老鼠这些等等的有害生物的时候，也可以起到预防、控制、甚至消灭的效果；其三：农药也可以控制以及调节一些农业作物和林业产物的生长周期和成熟时间；其四：农业也可以用来作为农业作物和林业产物的防腐剂和保鲜品，可以让它们保持良好的外观状态，当然有时候这是不可取的；不仅如此，农药甚至还可以用于其他领域，比如说在机场，铁路和建筑方面，也可以用来预防、控制、甚至消灭一些有害生物，防止它们的发展破坏这些建筑物。所以可以说，农药的作用还是非常巨大的。
虽然农药对农业和林业以及一些其他行业都有不可替代的重要作用，在使用之后对人类起到了一定成都的好处，但是，农药的过度使用和不正当使用，同时也给人类本身和其他无关的生物带来的伤害甚至毁灭性的打击。近年来，各种农药对认了的危害例子不计其数，对其他生物造成的毁灭性的打击更是无法统计。所以，农药用了可以一定程度上的造福人类，但是也在一定程度上开始毁灭地球。根据很多相关的文献和媒体报道，农药一般情况下只能起到十分之一的作用，也就是说农药一般情况下只有十分之一能够利用起来，剩下的十分之九的农药并没有使用到，而且这十分之九的农药会残留在地球的环境中，可能是土壤里，也可能是在水里，更有可能是在空气中，这样九对环境造成的巨大的污染。这些残留的十分之九的农药，很少会自然消失或者随着时间慢慢流失，大部分都是残留着在水中和土壤里或者流失在空气中，之后通过植物的生长带入到植物体内，最后人们食用之后九转移到人体内，对人体造成了巨大的伤害。
到了二十一世纪，世界进入到了和平与发展的时代，我国的国民生产总值跃居世界第二，国民生活质量大幅度提升，开始追求高质量高品质的生活，所以环保意识也逐渐提高起来，于是农药对人体的危害也被人们和专家们提了出来。随之，农药的危害，农业作物和林业产物的农药含量问题也日益被关注。所以，一些农药的问题和发展日益广泛，比如说怎样具体有效的检测和控制农药的残留开始成为人们越来越关注的问题，也引起了国家和其他国家的高度重视。
农药残留是个专业名词，它主要是只在农业作物和林业产物使用农药过后，这些农业作物和林业产物以及生态环境中含有的农药原物、谢代物以及降解物和杂质称呼，正常情况下将之称为农药残留量。在正常情况下，农药残留的量的大小，是和农药使用之后剩余的农药原体或者其他谢代物和降解物的残留的数量有关，而且和其他很多种因素有关。农药使用之后的农药残留，造成了诸多影响，比如说水、食物、以及生态环境等等各个方面的严重污染，不仅对环境造成了污染，也时时刻刻对人体健康和生命安全有着严重的威胁。所以在二十一世纪，农药的问题被一次又一次的搬上舞台，农药残留的测量和农药的控制也成了急需解决的问题。
1．2 传统农药残留检测技术
在现在市场上和农业、林业方面，普遍的农药残留检测方法胡要有气相色谱法、高效液相色谱法、气-质联用和液-质联用、化学发光法、免疫法等检测方法。
1.2.1 高效液相色谱法
高效液相色谱法也是很早就出现的一种农药检测方法，大约在二十世纪六十年代左右出现的。这种名叫高效液相色谱法的检测方法具有很广泛的应用范围，可以说世界上估计有五分之四左右的有机物都可以使用高效液相色谱法来检测，以检测其农药残留及分析。相对气相色谱法来说，高效液相色谱法具有它独特的优点。比如说功能如其名，它的效率高，具体是指抗压、测定高速、效果高效、灵敏度高等几大特点，并且应用范围相对之广，特别可以用来对于热不稳定的化学物质的测量且效果显著。
有利就有弊，高效液相色谱发也有其缺点，主要体现在用这种方法测定的时候使用的药剂消耗太大，而且测量成本很高且难度大，主要是因为这种测量方式的仪器造价太高且仪器的种类很少，色谱柱制作起来的难度特别大。更重要的是，这种测量方式缺少一种通用的检测仪器。这也就造成了高效液相色谱法测量的不普遍性。
1.2.2 气相色谱法
气相色谱法是一种非常古老而且传统并且经典的农药残留的检测方法，它的有点就是能够比较强的将农药分离，灵敏度非常高而且应用的范围非常广泛。在目前状况下，农药残留检测大部分还是使用气相色谱法来进行测试的。对于一些农药残留检测的要求来看，有的需要检测的农药的样品分析起来比较复杂，有些里面的农药含量比较低，而且大多数的有机磷农药挥发性高，很容易就挥发掉，或者是热稳定性差，温度一旦过高的话就容易发生变异，所以在这些情况下想要对农药的浓度进行检测就必须要使用灵敏度高和选择性好的方法来对农药进行检测，于是气相色谱法是首选的检测方法。
但是，气相色谱法也有着致命的缺点，很多情况下就不适用与农药的浓度检测。比如说当成本不能过高的时候就不可以使用，因为气相色谱法的检测成本比较高，价格昂贵。并且气相色谱法检测时候样品处理起来相当麻烦，处理的时间也比较长，还有技术要求高，不可以普遍使用。
1.2.3 气-质联用和液-质联用
气-质联用和液-质联用这两种方式在一定程度上来说具有相似的原理
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