一種基于云計算的拉曼物質(zhì)識別平臺的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于通過網(wǎng)絡(luò)、云計算方法，提供一種具有實現(xiàn)遠程拉曼光譜物質(zhì)識別功能的基于云計算的拉曼物質(zhì)識別平臺;本發(fā)明通過將拉曼圖譜數(shù)據(jù)庫置于遠程的云端服務(wù)器上，把接收到的拉曼光譜數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫的標(biāo)準(zhǔn)譜圖數(shù)據(jù)庫進行物質(zhì)比對識別，并將物質(zhì)識別結(jié)果返回到拉曼光譜儀上顯示;本發(fā)明基于云計算的拉曼物質(zhì)識別平臺，不需要每臺拉曼光譜儀都內(nèi)置拉曼譜圖數(shù)據(jù)庫，即有利于降低拉曼光譜儀的硬件成本，也可以節(jié)省用戶購買拉曼譜圖數(shù)據(jù)庫的費用，同時有利于結(jié)構(gòu)部門對下屬測試機構(gòu)的測試結(jié)果，進行集中有效管控。
【專利說明】一種基于云計算的拉曼物質(zhì)識別平臺
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及拉曼光譜的遠程物質(zhì)識別領(lǐng)域，尤其涉及到一種基于云計算的多點分布拉曼光譜物質(zhì)識別平臺。
【背景技術(shù)】
[0002]拉曼光譜可以提供簡單、快速、可重復(fù)、且無損傷的定性定量物質(zhì)分析，它無需樣品準(zhǔn)備，樣品可直接通過光纖探頭或者通過玻璃、石英和光纖對物質(zhì)進行測量分析。隨著科技的發(fā)展，拉曼光譜儀向著小型、智能化、廉價的方向發(fā)展，越來越多的拉曼光譜儀進入市場，深入各種應(yīng)用領(lǐng)域。拉曼光譜譜圖庫包括各種物質(zhì)、混合物的拉曼光譜譜圖，是拉曼光譜識別的一個必備參考對象，由于各類物質(zhì)、混合物多種多樣，因此，要得到完整的拉曼光譜譜圖庫，就要用標(biāo)準(zhǔn)儀器，測出各種物質(zhì)的拉曼光譜，其難度非常大，實驗非常多。有專業(yè)公司，進行拉曼光譜譜圖庫的開發(fā)，獲得了部分物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)拉曼譜圖庫。市場上可以購買到這種譜圖庫，每個許可證費用為數(shù)千美元，價格非常昂貴。在拉曼光譜儀價格日益降低的情況下，每個譜圖庫數(shù)千美元的成本，相當(dāng)于另外購買一臺拉曼光譜儀的成本了。譜圖庫昂貴的成本，也阻礙了拉曼光譜儀的進一步擴展市場。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于通過網(wǎng)絡(luò)、云計算方法，提供一種具有實現(xiàn)遠程拉曼光譜物質(zhì)識別功能的基于云計算的拉曼物質(zhì)識別平臺。
[0004]本發(fā)明的內(nèi)容是一種基于云計算的拉曼物質(zhì)識別平臺，本發(fā)明通過將拉曼圖譜數(shù)據(jù)庫置于遠程的云端服務(wù)器上，把接收到的拉曼光譜數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫的標(biāo)準(zhǔn)譜圖數(shù)據(jù)庫進行物質(zhì)比對識別，并將物質(zhì)識別結(jié)果返回到拉曼光譜儀上顯示。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明如下技術(shù)方案:
一種基于云計算的拉曼物質(zhì)識別平臺，包括拉曼光譜采集終端、數(shù)據(jù)傳輸模塊和云端服務(wù)器，其特征在于:所述拉曼光譜采集終端激發(fā)、采集拉曼光譜數(shù)據(jù)和顯示物質(zhì)識別結(jié)果，所述拉曼采集終端通過數(shù)據(jù)傳輸模塊與云端服務(wù)器連通，所述云端服務(wù)器設(shè)有譜圖識別處理模塊，集成了拉曼光譜譜圖數(shù)據(jù)庫，所述云端服務(wù)器對經(jīng)數(shù)據(jù)傳輸模塊傳輸來的拉曼光譜采集終端采集的拉曼光譜數(shù)據(jù)進行邏輯計算，并與所述云端服務(wù)器集成的拉曼光譜譜圖數(shù)據(jù)庫進行比對和分析，識別得出對應(yīng)物質(zhì)成分數(shù)據(jù)，所述物質(zhì)成分數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸模塊，傳回拉曼光譜采集終端顯示物質(zhì)識別結(jié)果。
[0006]所述的拉曼光譜采集終端至少包括一個拉曼光譜儀，所述拉曼光譜儀包括激光發(fā)射機構(gòu)、拉曼信號收集機構(gòu)、拉曼信號分光機構(gòu)、信號接收單元、信號傳送單元和信號顯示單元。
[0007]所述的數(shù)據(jù)傳輸模塊至少包括一個路由器，所述路由器接收有線以太網(wǎng)信號和WIFI信號，所述路由器電連有藍牙-以太網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)器，用于藍牙數(shù)據(jù)和以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)化，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊將拉曼光譜儀將采集到的拉曼光譜數(shù)據(jù)發(fā)送給遠端的拉曼物質(zhì)識別云端服務(wù)器。
[0008]所述云端服務(wù)器集成了拉曼光譜譜圖數(shù)據(jù)庫，所述拉曼光譜譜圖數(shù)據(jù)庫與通過所述數(shù)據(jù)傳輸模塊傳輸來的拉曼光譜數(shù)據(jù)進行邏輯計算和比對，分析識別后的物質(zhì)結(jié)果通過數(shù)據(jù)傳輸模塊傳回拉曼光譜儀并顯示。
[0009]所述的拉曼光譜儀至少包括以太網(wǎng)模塊、藍牙模塊或WIFI模塊。
[0010]本發(fā)明的有益效果為:
本發(fā)明通過將拉曼光譜譜圖數(shù)據(jù)庫置于遠端云端服務(wù)器上，把接收到的拉曼光譜數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫中標(biāo)準(zhǔn)拉曼光譜譜圖數(shù)據(jù)庫進行物質(zhì)比對識別，并將物質(zhì)識別結(jié)果返回到拉曼光譜儀上顯示。不需要每臺拉曼光譜儀都內(nèi)置拉曼光譜譜圖數(shù)據(jù)庫，即有利于降低拉曼光譜儀的硬件成本，也可以節(jié)省用戶購買拉曼譜圖數(shù)據(jù)庫的費用，也有利于結(jié)構(gòu)部門對下屬測試機構(gòu)的測試結(jié)果，進行集中有效管控。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明:
圖1是本發(fā)明拉曼物質(zhì)識別平臺云計算結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明云計算物質(zhì)識別拉曼光譜儀結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明拉曼光譜儀電路板結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0012]如圖1 一圖3之一所示，結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明:
圖1是本發(fā)明拉曼物質(zhì)識別平臺云計算結(jié)構(gòu)示意圖；
一種基于云計算的拉曼物質(zhì)識別平臺，主要包括拉曼光譜采集終端101、數(shù)據(jù)傳輸模塊103和云端服務(wù)器105，拉曼光譜采集終端101激發(fā)、采集拉曼光譜數(shù)據(jù)和顯示物質(zhì)識別結(jié)果，拉曼采集終端101通過數(shù)據(jù)傳輸模塊103與云端服務(wù)器105連通，云端服務(wù)器105設(shè)有譜圖識別處理模塊，集成了拉曼光譜譜圖數(shù)據(jù)庫，云端服務(wù)器105對經(jīng)數(shù)據(jù)傳輸模塊103傳輸來的拉曼光譜采集終端101采集的拉曼光譜數(shù)據(jù)進行邏輯計算，并與云端服務(wù)器105集成的拉曼光譜譜圖數(shù)據(jù)庫進行比對和分析，識別得出對應(yīng)物質(zhì)成分數(shù)據(jù)，物質(zhì)成分數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸模塊103，傳回拉曼光譜采集終端101顯示物質(zhì)識別結(jié)果。
[0013]云端服務(wù)器105集成了拉曼光譜譜圖數(shù)據(jù)庫，拉曼光譜譜圖數(shù)據(jù)庫與通過數(shù)據(jù)傳輸模塊103傳輸來的拉曼光譜數(shù)據(jù)進行邏輯計算和比對，分析識別后的物質(zhì)結(jié)果通過數(shù)據(jù)傳輸模103塊傳回拉曼光譜儀101并顯示。
[0014]數(shù)據(jù)傳輸模103塊至少包括一個路由器，所述路由器接收有線以太網(wǎng)信號和WIFI信號，所述路由器電連有藍牙-以太網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)器102，用于藍牙數(shù)據(jù)和以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)化，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊103將拉曼光譜儀101將采集到的拉曼光譜數(shù)據(jù)發(fā)送給遠端的拉曼物質(zhì)識別云端服務(wù)器105。
[0015]本拉曼物質(zhì)識別平臺，由拉曼光譜儀101、藍牙-以太網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)器102、路由器103、互聯(lián)網(wǎng)104和拉曼云服務(wù)器105組成，主要基于互聯(lián)網(wǎng)云計算，遠程實現(xiàn)物質(zhì)的拉曼光譜識另O。路由器103需要能接收有線以太網(wǎng)信號和WIFI信號；藍牙-以太網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)器102，需要能夠接收藍牙數(shù)據(jù)，支持藍牙4. O通訊協(xié)議，藍牙-以太網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)器102將接收到藍牙數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換成以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)格式，向以太網(wǎng)發(fā)送，并將收到的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換成藍牙數(shù)據(jù)格式，通過藍牙模塊，發(fā)送出去。
[0016]在本拉曼物質(zhì)識別平臺中，拉曼光譜儀101只實現(xiàn)激光發(fā)射、拉曼數(shù)據(jù)收集、拉曼信號分光、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)收發(fā)和數(shù)據(jù)顯示等功能，拉曼光譜儀101將采集到的拉曼光譜數(shù)據(jù)，通過路由器103、網(wǎng)線、光纖，藍牙-以太網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)器102等互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，發(fā)送給遠端的拉曼物質(zhì)識別服務(wù)器105 ;拉曼物質(zhì)識別服務(wù)器105，內(nèi)置大型或?qū)Ｓ美庾V譜圖數(shù)據(jù)庫，將接收到拉曼光譜數(shù)據(jù)，與數(shù)據(jù)庫的標(biāo)準(zhǔn)拉曼光譜譜圖數(shù)據(jù)庫，進行邏輯計算和比對，從而識別該拉曼譜圖數(shù)據(jù)對應(yīng)的物質(zhì)名稱，并根據(jù)拉曼譜圖信號強度，判斷出物質(zhì)的含量。拉曼物質(zhì)識別服務(wù)器105，將物質(zhì)識別的結(jié)果，發(fā)回識別請求源拉曼光譜儀101地址。拉曼光譜儀101收到物質(zhì)識別的結(jié)果后，進行顯示和保存，用戶即可以獲得物質(zhì)識別的結(jié)果。
[0017]圖2是本發(fā)明云計算物質(zhì)識別拉曼光譜儀結(jié)構(gòu)示意圖；
所述的拉曼光譜采集終端至少包括一個拉曼光譜儀，所述拉曼光譜儀包括激光發(fā)射機構(gòu)激光器202、拉曼信號收集機構(gòu)拉曼探頭201、拉曼信號分光機構(gòu)分光儀209、信號收發(fā)單元，包括藍牙204、以太網(wǎng)205、無線網(wǎng)206和信號顯示單元顯示器203。
[0018]本實施例中，根據(jù)本發(fā)明設(shè)計了用于云計算物質(zhì)識別的拉曼光譜儀。該拉曼光譜儀由窄線寬激光器202、光纖210、拉曼探頭201、分光儀209、電荷耦合元件（以下簡稱CCD) 208、信號處理電路板207、顯示器203、網(wǎng)絡(luò)接口包括藍牙204、以太網(wǎng)205、無線網(wǎng)206組成。窄線寬激光器202，發(fā)出原始激發(fā)光，一般為532nm、785nm或者1064nm的激光波長，激發(fā)光進過拉曼探頭201整形聚焦后，照射被測物質(zhì)，被測物質(zhì)受到激發(fā)光的照射，在拉曼效應(yīng)的作用下，發(fā)出拉曼散射光。拉曼探頭201收集物質(zhì)激發(fā)產(chǎn)生的拉曼散射光，并通過光纖210，送往分光儀209，分光儀209將不同波長的散射光，進行空間分離后，照射在(XD208上，信號處理電路板207將CCD208信號放大和數(shù)字化后，形成拉曼光譜譜圖數(shù)據(jù)。信號處理板207將形成的拉曼光譜譜圖數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)205、無線網(wǎng)206或藍牙204接口，傳往遠端的拉曼物質(zhì)識別云服務(wù)器。
[0019]本發(fā)明的拉曼光譜儀，與一般的拉曼光譜儀相比，最大的區(qū)別，在于提供了以太網(wǎng)205、無線網(wǎng)206或藍牙204網(wǎng)絡(luò)連接方式，從而能夠與遠程的拉曼云服務(wù)器進行聯(lián)通。
[0020]圖3是本發(fā)明拉曼光譜儀電路板結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]本實施例是對拉曼光譜儀電路板做進一步的說明；
本發(fā)明中拉曼光譜儀101電路板是由CCD信號放大電路310、相關(guān)雙采樣電路311、中央處理器307、顯示控制電路303、TEC控溫驅(qū)動電路302、恒功率激光驅(qū)動電路308、以太網(wǎng)模塊305、藍牙模塊304 (可選）或WIFI模塊306組成，其中CXD信號放大電路310，用于對CCD轉(zhuǎn)換的光電信號進行放大；相關(guān)雙采樣電路311用來對CCD信號放大電路310輸出信號進行處理，相關(guān)雙采樣電路311可以有效降低CCD的復(fù)位噪聲，從而降低拉曼光譜儀的噪聲；模數(shù)轉(zhuǎn)換器312 (以下簡稱ADC)用于將相關(guān)相關(guān)雙采樣電路311得到CCD幅度信號，進行數(shù)字化，從而得到數(shù)字化的拉曼光譜信號；中央處理器307讀入ADC312輸出的數(shù)字化拉曼光譜信號，并進行去暗電流、去噪聲等計算工作，中央處理器307將處理后的拉曼光譜譜圖數(shù)據(jù)，通過以太網(wǎng)模塊305、藍牙模塊304或WIFI模塊306，向遠程拉曼識別云服務(wù)器發(fā)送；中央處理器307還負責(zé)接收以太網(wǎng)模塊305、藍牙模塊304或WIFI模塊306發(fā)回的物質(zhì)識別結(jié)果，并進行顯示沖央處理器307還負責(zé)各個電路之間的協(xié)調(diào)工作。其它，TEC控溫驅(qū)動電路302，主要是輸出TEC301工作需要的電流，并對TEC301溫度進行控制，以保持CXD和激光器309的溫度穩(wěn)定；恒功率激光驅(qū)動電路308主要用于對激光器309的控制和驅(qū)動，輸出恒定功率的激光，以穩(wěn)定地激發(fā)待測物質(zhì)。
[0022]由以上實施方式的詳述，希望能更加清楚描述本發(fā)明的特征，倘若本領(lǐng)域的技術(shù)人員對本發(fā)明進行各種改動和變形屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)范圍的，則本發(fā)明也包括這些改動和變形在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于云計算的拉曼物質(zhì)識別平臺，包括拉曼光譜采集終端、數(shù)據(jù)傳輸模塊和云端服務(wù)器，其特征在于：所述拉曼光譜采集終端激發(fā)、采集拉曼光譜數(shù)據(jù)和顯示物質(zhì)識別結(jié)果，所述拉曼采集終端通過數(shù)據(jù)傳輸模塊與云端服務(wù)器連通，所述云端服務(wù)器設(shè)有譜圖識別處理模塊，集成了拉曼光譜譜圖數(shù)據(jù)庫，所述云端服務(wù)器對經(jīng)數(shù)據(jù)傳輸模塊傳輸來的拉曼光譜采集終端采集的拉曼光譜數(shù)據(jù)進行邏輯計算，并與所述云端服務(wù)器集成的拉曼光譜譜圖數(shù)據(jù)庫進行比對和分析，識別得出對應(yīng)物質(zhì)成分數(shù)據(jù)，所述物質(zhì)成分數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸模塊，傳回拉曼光譜采集終端顯示物質(zhì)識別結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于云計算的拉曼物質(zhì)識別平臺，其特征在于：所述的拉曼光譜采集終端至少包括一個拉曼光譜儀，所述拉曼光譜儀包括激光發(fā)射機構(gòu)、拉曼信號收集機構(gòu)、拉曼信號分光機構(gòu)、信號接收單元、信號傳送單元和信號顯示單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于云計算的拉曼物質(zhì)識別平臺，其特征在于：所述的數(shù)據(jù)傳輸模塊至少包括一個路由器，所述路由器接收有線以太網(wǎng)信號和WIFI信號，所述路由器電連有藍牙-以太網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)器，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊將拉曼光譜儀將采集到的拉曼光譜數(shù)據(jù)發(fā)送給遠端的拉曼物質(zhì)識別云端服務(wù)器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于云計算的拉曼物質(zhì)識別平臺，其特征在于：所述云端服務(wù)器集成了拉曼光譜譜圖數(shù)據(jù)庫，所述拉曼光譜譜圖數(shù)據(jù)庫與通過所述數(shù)據(jù)傳輸模塊傳輸來的拉曼光譜數(shù)據(jù)進行邏輯計算和比對，分析識別后的物質(zhì)結(jié)果通過數(shù)據(jù)傳輸模塊傳回拉曼光譜儀并顯示。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的基于云計算的拉曼物質(zhì)識別平臺，其特征在于：所述的拉曼光譜儀至少包括以太網(wǎng)模塊、藍牙模塊或WIFI模塊。
【文檔編號】G01N21/65GK103837518SQ201210473713
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月20日
【發(fā)明者】劉鴻飛, 毛慧珍, 李俊梅, 林志強, 羅志軍, 蔣龍鍵, 林佳 申請人:福州高意通訊有限公司