基于物联网的便携式光栅光谱仪的设计

王海朋; 张沛潇; 吕佳琦; 郝欣然; 张晓茜; 贺媛; 王蕊

doi:10.19292/j.cnki.jdxxp.2026.03.029

吉林大学学报(信息科学版) ›› 2026, Vol. 44 ›› Issue (3) : 729 -738. DOI: 10.19292/j.cnki.jdxxp.2026.03.029

基于物联网的便携式光栅光谱仪的设计

王海朋, 张沛潇, 吕佳琦, 郝欣然, 张晓茜, 贺媛, 王蕊

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摘要

为实现在本科实践教学中直观展示光栅光谱仪的工作原理，设计了一款基于物联网的便携式光栅光谱仪。系统硬件以STM32为主控制器，片外电路包括阵列光电二极管光强信号采集、模数转换、步进电机驱动和Wi-Fi通信模块。并运用光学设计软件Zemax对光谱仪光学系统进行仿真分析与优化设计。软件部分采用JAVA与C/C++语言进行开发，依托Keil开发环境，完成了硬件系统底层程序的编写，并配套开发了基于微信小程序的光谱分析平台。为验证系统性能，选用标准汞灯光源进行光谱测试，将所得光谱数据与商用光谱仪的参考光谱进行对比。结果表明，该系统测量结果可靠，性能满足教学演示需求，为实现低成本、高演示性的教学用光栅光谱仪的开发提供了可行方案，具有一定的推广应用价值。