挑西瓜好帮手

1功能介绍

本装置的主要功能是检测西瓜成熟度。除了主要功能外, 还附加手电应急灯、验钞功能，可以让我们的创意随时随地起 作用，不会造成浪费。

在西瓜生熟问题的判别上，曾使用多种方案，最终确定 使用判别敲西瓜声音频率，为了防止其他声音的干扰，在声 音处理上，根据从大量敲西瓜所得样本数据上提取出特征点, 这样就为后期各种西瓜的识别提供了依据。

收集到的音频信号经过滤波和放大后，经STM32F103C8 处理器处理，在处理中主要工作是在FFT和特征点提取上, 最后将处理结果与预设各种类型西瓜对比得出结果，分别以 RGB三种颜色LED显示“过熟、正好、不熟”三种状态，同时, 音频部分发出“这个西瓜几成熟”声音来提示。

首先，不同成熟度的西瓜所发出的声音不同，为了验证这 个结论，通过50多个西瓜进行采样分析，利用示波器观测波形, 通过示波器的频谱分析功能进行西瓜频率的分析。除此之外, 在网上寻找相关专业学术研究，其中一篇文章如下：

J Sugiyama于1998年开发便携式仪器测定甜瓜硬度； 2009年肖珂等人根据声谱图中峰值出现的频率范围，可以判定 西瓜的成熟度，其中频率范围大于189 Hz的是未成熟瓜，而在 160〜189 Hz内是成熟瓜，在133〜160 Hz的是过熟瓜。

该文由浙江大学生物系统工程与食品科学学院危艳君、 饶秀勤、漆兵、林鹏鸟、李江波等人发表，具有很高的权威性, 这也为本作品的实行提供一定理论依据。

由于产品的大部分工作是在软件信号处理上，在硬件上 主要完成声音信号的采集、滤波、放大上，该部分集成度很高, 而且相关硬件电路经过仿真没有差错。软件硬件的合理搭配， 使得本作品性能稳定。

2技术原理

采用组委会提供的型号为MSMAS42Z麦克风，经过带 通滤波器减少其他频率范围内噪音干扰，用放大电路对信号 进行放大，将信号送入STM32单片机。STM32单片机经AD 后将声音信号经行FFT计算将声音由时域变为频域。从而计 算出西瓜声音的频率,再通过语音芯片读出西瓜的生熟程度。 图1所示是本装置的硬件部分原理框图。本装置的软件部分 原理框图如图2所示。

3创新点和应用前景

本作品创意来源于生活，并旨在解决生活中实际遇到的 问题，本作品的创新点主要是在敲一下西瓜从声音中判断生瓜 还是熟瓜，便携式制作为本产品的市场化提供了便利。该装 置不仅适用普通人群更适合超市、水果店等的西瓜采购人员， 具有庞大的市场需求。

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