车载式爆炸物探测系统的研制

发布时间：2017-06-23 10:18

  本文关键词：车载式爆炸物探测系统的研制，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近些年来,许多国家都发生了利用各种爆炸物进行恐怖袭击或者人身伤害的事件,许多无辜的平民百姓受到了此类事件的影响和伤害。基于现实的需要,我们迫切需要研制一种探测性能卓越,探测效率高,以及在大范围区域内可以对爆炸物进行快速探测的爆炸物探测系统来防范可能发生的危险爆炸事件。本文设计研发了一种可以对外界环境进行快速探测的仪器系统。整个仪器系统的设计中,我们采用车载的方式进行探测系统的搭载,以荧光传感薄膜作为最核心的传感器件,分别从硬件电路以及软件系统两个方面作以详细的设计、论证与实现。在仪器系统的整个设计与实现的过程中,主要做了以下几项重要工作： 首先,我们对搭载仪器系统的车体进行结构改造,使其从结构上符合仪器探测时需要的一些重要功能。在进行车体的改造中,我们加入了升降控制系统,利用其搭载仪器的探测系统单元。同时,通过升降系统控制探测单元的位置移动,这样不但有利于待测样品的采样,也可以很大程度提升仪器的探测灵敏度。 其次,设计与实现了车载式爆炸物探测设备的硬件电路系统。主要包括：荧光薄膜传感器单元、信号调理与信息处理单元、主控制单元以及多机通信单元。其中,荧光薄膜传感器单元的功能是完成光电信号的转换；信号调理与信息处理单元完成对模拟信号的调理以及数字信息的初级处理；主控制单元负责对各个外围电路单元的控制；多机通信单元负责整个仪器系统电路功能模块之间的数据通信。通过对硬件电路单元的科学布局与有序衔接,整个硬件电路系统就可以进行可靠、高效的工作。 最后,设计了相关软件程序来对硬件资源进行调配与控制。整个软件系统分为下位机系统以及上位机系统。下位机系统主要包括：探测系统程序、数据处理程序及多机通信与控制程序。其中,探测系统程序负责仪器探测过程中对探测活动的程序控制以及相关功能实现；数据处理程序主要完成对于数据信息的数据算法处理等操作；多级通信与控制程序负责各电路功能模块之间的数据通信以及相关控制。在下位机完成相关功能的同时,我们设计了相应的上位机系统来对下位机系统进行管理控制。上位机系统提供了友好的人机交互界面,对仪器的所有操作都由上位机系统来完成。上位机系统还可以对下位机传送过来的数据进行更复杂的算法处理,使数据特征更为明显。总的来说,通过软件程序与硬件电路的互相配合,整个探测系统可以正常有序的进行探测活动。 经过在实际环境中的多次测试和验证,车载式爆炸物探测系统表现出了极高的探测灵敏度,响应速度快,可以实时的对外界环境中的爆炸物质进行快速、高效和可靠的探测。
【关键词】：车载 爆炸物探测 信号调理 多机通信
【学位授予单位】：陕西师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：X932;X924.3
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-13
• 1.1 研究背景9
• 1.2 研制现状9-11
• 1.3 本文主要的研究内容11-13
• 第2章 系统原理以及框架解析13-17
• 2.1 探测原理13-14
• 2.2 框架构成14-15
• 2.3 硬件电路设计15
• 2.4 软件系统设计15-16
• 2.5 本章小结16-17
• 第3章 硬件系统描述17-45
• 3.1 荧光薄膜传感器17-30
• 3.1.1 荧光薄膜传感机理17-18
• 3.1.2 样品采集18-20
• 3.1.3 光学系统20-24
• 3.1.4 光电信号转换电路24-29
• 3.1.5 传感器保护29-30
• 3.2 信号调理与信息处理模块30-33
• 3.2.1 模拟信号调理30-32
• 3.2.2 信息处理单元32-33
• 3.3 主控制电路33-37
• 3.3.1 对升降系统的控制34-36
• 3.3.2 对加热模块的控制36-37
• 3.3.3 对报警模块的控制37
• 3.4 电路功能模块之间的数据传输37-41
• 3.4.1 信号调理与信息处理模块与主控制电路模块之间的通信37-38
• 3.4.2 主控制电路模块与PC端上位机之间的通信38-41
• 3.4.3 通信过程相关问题讨论41
• 3.5 电源系统设计41-44
• 3.6 本章小结44-45
• 第4章 软件系统描述45-55
• 4.1 探测系统程序分析45-47
• 4.1.1 探测控制程序46-47
• 4.1.2 数据滤波程序47
• 4.2 上位机对数据的二次处理47-49
• 4.3 多机通信程序49-51
• 4.4 人机交互单元51-52
• 4.5 本章小结52-55
• 第5章 系统简要描述及实验结果分析55-59
• 5.1 系统结构以及外观55-56
• 5.2 测试流程及测试结果56-58
• 5.3 系统性能分析58
• 5.4 本章小结58-59
• 第6章 总结与展望59-61
• 参考文献61-65
• 致谢65-67
• 攻读硕士学位期间研究成果67

【参考文献】

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本文编号：474738