胡 斌

（江南大学物联网工程学院 无锡 214000）

1 引言

近红外光（Near Infrared，NIR）是一种波长范围在780nm～2526nm 的电磁波。近红外光谱分析技术可以将有机物质的含氢基团化学键的倍频和合频吸收转换为光谱信息，从而探测出物质的成分或者成分含量［1］。在20 世纪80 年代期间，由于工业技术的落后，无论是行业竞争，还是环保要求，都迫使工业生产寻求新技术。为此，经过长久的投入和发展，近红外光谱技术结合化学计量学走进研究殿堂。近红外光谱技术以快速、安全和准确的特点在物质检测中发挥着重要作用，在发酵过程监控的研究也取得了显著进展［2～6］。

国际上，对光谱技术的应用越来越成熟。美国尼高力仪器公司开发的OMNIC 光谱分析软件［7］、Bruker 公司开发的OPUS 软件［8］和赛默飞世尔科技公司（Thermo Fisher Scientific）的TQ Analyst 软件［9］都在各行各业取得了良好的效果。通过上述光谱分析软件建立定量分析模型，进而应用在实时监测系统中。与此同时，国内外研究者也开发出基于Matlab 语言的工具箱，用于建立定量和定性分析模型，如Lars Nørgaard 开 发 的iToolbox 工 具 箱 和Hong-Dong Li 近期开发的libPLS_1.98 工具箱［10～11］。上述公司和研究者对近红外光谱分析技术的发展起到的很大的促进作用，为近红外光谱技术应用到实际生产中奠定了坚实的基础。

本文借鉴国际上通用的光谱数据分析和监测平台，如RESULT和OPUS等，设计出一种新型的实时监测系统。在系统实现中，利用libPLS_1.98 工具箱建立定量模型，采用轮询方式对光谱采集软件的输出的CSV格式光谱数据文件进行读取，采用微信小程序技术进行客户端页面设计，利用Java语言进行服务器端开发，采用Websocket 技术实现客户端和服务端的全双工通信，从而实现对发酵过程参数的远程、在线监测。……