BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
HỆ THỐNG THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

Lọc theo danh mục
  • Năm xuất bản
    Xem thêm
  • Lĩnh vực
liên kết website
Lượt truy cập
 Lượt truy cập :  22,043,883
  • Công bố khoa học và công nghệ Việt Nam

Kỹ thuật điện và điện tử

Ngô Việt Đức(1), Hoàng Lê Tuấn Anh, Trần Phương Hà, Hoàng Ngọc Lin, Lê Cảnh Việt Cường(2)

Phát triển thiết bị cầm tay đo quang phổ phản xạ của một số loại rau ăn lá tại Việt Nam

Development of a handheld spectrometer for vegetables in Vietnam

Khoa học Nông nghiệp Việt Nam

2021

12

1648-1661

2588-1299

Thiết bị đo quang phổ, Rau ăn lá, Quang phổ phản xạ, Nanolambda

Handheld spectrometer, Vegetables, Reflectance, Nanolambda, Vietnam

Mục tiêu của nghiên cứu này là thiết kế, mô phỏng và chế tạo thử nghiệm thiết bị cầm tay đo dữ liệu quang phổ của một số loại rau ăn lá phổ biến ở Việt Nam như cải xanh, cải chíp và xà lách. Thiết bị được thiết kế bằng phần mềm AutoCAD và mô phỏng 3D bằng phần mềm Sketchup. Để thu thập dữ liệu quang phổ của thiết bị cầm tay, một giao diện được nhóm nghiên cứu phát triển bằng phần mềm Matlab GUI. Dữ liệu phổ thu được từ thiết bị cầm tay được so sánh với dữ liệu phổ thu được bằng máy đo quang phổ Ocean Optics và phổ tiêu chuẩn. Kết quả thu được cho thấy hình dạng phổ phản xạ của mẫu lá rau tương tự như phổ thu được từ máy Ocean Optics và phổ tiêu chuẩn theo tài liệu tham khảo. Tuy nhiên, dữ liệu phổ thu được từ thiết bị cầm tay vẫn chưa được hiệu chỉnh và áp dụng các phương pháp tiền xử lý như: làm mịn, lọc nhiễu. Nghiên cứu tiếp theo của nhóm nghiên cứu là ứng dụng công nghệ tiền xử lý số liệu và tăng độ chính xác của thiết bị cầm tay. Đồng thời độ chính xác và độ tin cậy của thiết bị được đánh giá độ tin cậy của thiết bị dựa trên sự khác biệt và sự tương quan với máy đo quang phổ Ocean Optics. Dữ liệu thu thập được từ thiết bị cầm tay sẽ được sử dụng để định lượng hàm lượng dư lượng thuốc bảo vệ thực vật trong rau ăn lá trong các nghiên cứu sắp tới.

The objective of this study was to design and fabricate a handheld optical reflectance device on some common vegetables in Vietnam such as cabbage, lettuce, and bok choy. The handheld device was designed by AutoCAD 2019 software (Autodesk Inc, CA, USA). 3D modeling was performed by Sketchup 2019 (ver. 19.0.685, Trimble Inc, CA, USA). An interface designed by Matlab GUI was used to collect reflectance data f-rom the handheld device. The collected data f-rom the handheld device was compared with the data f-rom a spectrometer of Ocean Optics. Results showed that the shape of the collected data f-rom the handheld device and the spectrometer was similar. However, the collected spectral data of the handheld device were not jet adjusted and applied with pre-processing techniques such as smoothing, removing outliers and errors. Further studies on the effects of pre-processing and spectral calibration methods are needed for improving the accuracy of the handheld device. Additionally, assessments of the similarity and stability of reflectance over the wide range of vegetable leaves are required. The results of the present study provide meaningful design guidance for pesticide residue monitoring for leafy vegetables.

TTKHCNQG, CTv 169

Xem toàn văn
  • [1] Wu D., Feng L., He Y. & Bao Y. (2008), Variety identification of Chinese cabbage seeds using visible and near-infrared spectroscopy,Transaction of ASABE. 51(6): 2193- 2199.
  • [2] Shurrab K., Kochaji N. & Bachir W. (2019), Diffuse reflectance spectroscopy for identification of carcinogen transformation stages in skin tissue,Polish Journal of Medical Physics and Engineering. 25(3): 141-147.
  • [3] Ngo V.D., Kang S.W., Ryu D.K., Chung S.O., Park S.U., Kim S.J. & Park J.T. (2015), Location of sampling points in optical reflectance measurements of Chinese cabbage and kale leaves,Journal of Biosystems Engineering. 40(2): 115- 123.
  • [4] Ngo V.D., Jang B.E., Park S.U., Kim S.J., Kim Y.J. & Chung S.O. (2019), Estimation of functional components of Chinese cabbage leaves grown in a plant factory using diffuse reflectance spectroscopy,Journal of the Science of Food and Agriculture. 99(2): 711-718.
  • [5] Ngo V.D., Chung S.O., Park S.U., Kim S.J., Park J.T. & Kim Y.J (2015), Determination of the sample number for optical reflectance measurement of vegetable leaf.,Computers and Electronics in Agriculture. 112: 110-115
  • [6] Ngo V.D. (2015), Application of reflectance spectroscopic technique to estimate functional components of leafy vegetables,Doctor’s Thesis, Chungnam National University, Daejeon, Republic of Korea.
  • [7] Lee K.S., Lee D.H., Sudduth K.A., Chung S.O., Kitchen N.R. & Drummond S.T. (2009), Wavelength identification and diffuse reflectance estimation for surface and profile soil properties.,Transaction of the ASABE. 52(3): 683 -695.
  • [8] Koohkan R., Kaykhali M., Sasani M. & Paull B (2020), Fabrication of a smartphone-based spectrophotometer and its application in monitoring concentrations of organic dyes.,ACS Omega. 5: 31450-31455.
  • [9] Imanishi J., Nakayama A., Suzuki Y., Imanishi A., Ueda N., Morimoto Y. & Yoneda M. (2010), Nondestructive determination of leaf chlorophyll content in two flowering cherries using reflectance and absorptance spectra,Landscape and Ecological Engineering. 6(2): 219- 234.
  • [10] Das A.J., Wahi A., Kothari I. & Raskar R. (2016), Ultra-portable, wireless smartphone spectrometer for rapid, non-destructive testing of fruit ripeness.,Scientific Reports. 6: 32504.
  • [11] Croft H. & Chen J.M. (2018), Leaf pigment content.,Comprehensive Remote Sensing 3: 117-142.
  • [12] Chen S.H., Chuang Y.C & Chang C.C. (2020), Development of a portable all-wavelength PPG sensing device for robust adaptive-depth measurement: A spectrometer approach with a hydrostatic measurement example,Sensors. 20: 6556
  • [13] Chowdhury M., Ngo V.D., Islam M.N., Ali M., Islam S., Rasool K., Park S.U. & Chung S.O. (2021), Estimation of glucosinolates and anthocyanins in kale leaves grown in a plant factory using spectral reflectance,Horticulturae. 7(3): 56