基于ARM的数字微镜光谱仪信号采集与处理系统的研究

发布时间：2016-11-28 11:36

  本文关键词：基于ARM的数字微镜光谱仪信号采集与处理系统的研究，由笔耕文化传播整理发布。

《重庆大学》 2014年

基于ARM的数字微镜光谱仪信号采集与处理系统的研究

高玲肖  

【摘要】：本论文以实验室研制的用于食品安全监测的数字微镜光谱仪原理样机为研究对象，以ARM为基础，研究了其光谱信号的采集和处理，提出对其进行嵌入式设计的方案，使得光谱仪集探测、采集、显示、分析于一体，，系统整体固定。使得食品安全监测仪摆脱实验室分析的限制，实现真正的现场监测，进而解决食品安全隐患，推动食品安全监测事业的发展。主要内容包括： ①总结了数字微镜光谱仪信号采集系统以及信息处理方法的国内外现状，讨论了各种方案存在的主要问题，从而针对实验室数字微镜光谱仪确定本论文的主要研究内容； ②分析了目前流行的几种处理器、操作系统以及开发环境，针对实验室数字微镜光谱仪完成了具体的选型分析，确定了本论文的整体设计方案，制定了相应的技术路线； ③针对实验室光谱仪确定了基于ARM的数字微镜光谱仪的信号采集方案；研究了ADC转换原理，结合OK6410开发板以及光谱仪需求确定各项指标参数；完成了OK6410开发板的ADC底层流驱动以及采集中断控制的程序设计；完成了采集调理电路的设计； ④对传统的哈达玛变换信号处理算法进行改善，提出互补S矩阵编码算法，通过建模分析，重点研究了互补S矩阵在噪声改善以及能量提升两个方面的优势； ⑤根据光谱仪应用界面的要求，完成基于ARM的数字微镜光谱仪专用软件设计，实现文件基本操作、光谱信号处理及显示功能，并对专用软件各模块测试，均符合要求； ⑥搭建实验平台，对信号采集调理电路以及OK6410开发板采集模块进行了测试，结果表明，实现了锁相斩波功能,同步信号触发采集的功能实现正确，采样速率为478SPS，满足设计要求；进行了噪声以及能量分析实验，结果表明互补S矩阵编码较S矩阵编码信噪比提升了约2.05倍，能量提升了约2倍。

【关键词】：
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH744.1;TP274.2
【目录】：

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1 张毅;王海涛;;基于S3C2410A的WinCE5.0下触摸屏驱动的实现[J];重庆邮电大学学报(自然科学版);2008年06期

2 尚宇;徐婷;何永辉;;分数阶傅里叶变换在心电信号处理中的应用[J];电子科技;2011年08期

3 袁洪福,褚小立,陆婉珍,陈卫民,关新虎,曹巍,张传;一种新型在线近红外光谱分析仪的研制[J];分析化学;2004年02期

4 唐宏武,周锦松,李涛,陈观铨;阿达玛变换光谱和成像技术的应用和研究进展[J];分析化学;2005年03期

5 褚小立;王艳斌;陆婉珍;;近红外光谱仪国内外现状与展望[J];分析仪器;2007年04期

6 贾辉,李福田;阿达玛变换成像光谱仪编码模板的设计与制作[J];光电工程;2003年04期

7 张军;陈星旦;朴仁官;李尚禹;;用于食品成分分析的双探测器近红外光谱仪[J];光学精密工程;2008年06期

8 李亚萍;张广军;李庆波;;空间双光路红外CO_2气体传感器及其测量模型[J];光学精密工程;2009年01期

9 范玉;吴一辉;宣明;张平;周连群;庄须叶;;应用二维微硅片狭缝阵列的阿达玛光谱仪[J];光学精密工程;2009年11期

10 徐君;胡炳樑;冯大政;张雯;闫鹏;;基于DMD的哈达玛变换成像光谱仪中交错编码像素点的研究[J];光谱学与光谱分析;2012年01期

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1 李晓英;郎晓萍;;激光散斑位移测量方法研究[J];北京机械工业学院学报;2008年01期

2 王志;马宏;;CCD光谱仪计算机配色系统的总体研究[J];长春理工大学学报(自然科学版);2009年01期

3 刘志东;佟首峰;陈纯毅;;散斑对光斑检测精度的影响[J];长春理工大学学报(自然科学版);2010年02期

4 彭小兰;王红成;;阿贝成像原理中“分频、合频”的实验演示[J];东莞理工学院学报;2011年03期

5 魏伟;;基于实值离散Gabor变换的心电信号处理[J];电脑知识与技术;2012年12期

6 栾中岳;王淑艳;张耀文;;半导体激光器在大学物理实验中的应用[J];大学物理实验;2011年05期

7 李芳菊;;球面波照明下利用阿贝滤波制作全息光栅[J];大学物理实验;2011年06期

8 韩德强;刘立哲;刘涛;聂帅;;基于OMAP3530的Windows Embedded Compact 7 BSP的开发与移植[J];电子技术应用;2012年02期

9 唐宏武,周锦松,李涛,陈观铨;阿达玛变换光谱和成像技术的应用和研究进展[J];分析化学;2005年03期

10 褚小立,袁洪福,陆婉珍;一种消除在线多通道近红外分析仪各通道光谱差异的方法[J];分析化学;2005年06期

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1 徐文聪;楚天广;;一种寻找星图光斑质心的高精度算法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年

2 曹真真;郑丽敏;吴平;朱虹;田立军;任发政;;用于牛奶成分检测的近红外光谱仪设计[A];2011中国仪器仪表与测控技术大会论文集[C];2011年

3 胡静芳;陈斌;陆道理;詹敦平;;基于半导体激光器的近红外农产品品质专用检测仪的设计[A];科学仪器服务民生学术大会论文集[C];2011年

4 朱从旭;陈志刚;;基于混沌掩码虚拟光学成像系统的图像加密[A];2006年全国光电技术学术交流会会议文集（D 光电信息处理技术专题）[C];2006年

5 陈绍贵;王新华;郭淑琴;;基于WINCE5.0的ⅡC总线驱动程序设计[A];浙江省信号处理学会2012学术年会论文集[C];2012年

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1 王淑珍;基于白光干涉超精密表面形貌测量方法与系统研究[D];华中科技大学;2010年

2 黄富荣;人体血液胆固醇、甘油三酯近红外光谱无试剂分析方法研究[D];暨南大学;2010年

3 黄翀;航空场景模拟器的设计与研究[D];华中科技大学;2011年

4 康竞然;波前编码技术理论研究及其在液体变焦透镜的应用[D];华中科技大学;2011年

5 贾信庭;轴对称偏振光束特性的研究[D];华中科技大学;2011年

6 曲伟;基于调变光程方法的泰伯微位移检测系统研究[D];黑龙江大学;2011年

7 杨皓旻;仪器条件对近红外光谱无创生化检测影响的研究[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2011年

8 高洪智;近红外无创生化检测中不同光程的光谱等效性及校正模型研究[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2011年

9 柳华;一种新型红外傅里叶光谱仪全柔性动镜系统的仿真设计与分析[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2011年

10 宫兴致;宽波段微型光谱仪设计及其应用系统[D];浙江大学;2011年

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1 郭春华;激光直写制作全视差合成全息图的技术研究[D];中国海洋大学;2010年

2 苏东平;基于FPGA的激光衍射测径仪的研究[D];哈尔滨理工大学;2010年

3 崔晓英;基于FPGA的硬件实时操作系统设计[D];哈尔滨理工大学;2010年

4 林晓玲;基于PSD的激光坡度指向与测量装置[D];福建师范大学;2010年

5 李遥;子波面扫描法长焦距透镜波面检测系统研究[D];浙江大学;2011年

6 尚红波;超短脉冲激光时空特性的仿真研究[D];浙江大学;2011年

7 孙乾松;无源毫米波图像超分辨重建与增强技术研究[D];电子科技大学;2011年

8 徐建朋;基于散焦的红外焦平面阵列非均匀性校正方法研究[D];西安电子科技大学;2011年

9 戈平;DPL中声光调Q开关衍射效率的角度匹配问题研究[D];西安电子科技大学;2011年

10 黄常钊;阵列式近红外光谱信号获取技术研究[D];暨南大学;2011年

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1 鞠挥,吴一辉;微型光谱仪的发展[J];微纳电子技术;2003年01期

2 陈劲松;;数字微镜工作原理与应用[J];电子技术;2006年06期

3 焦斌亮;李素静;;锁相放大器及其相关检测的仿真分析[J];电子技术;2008年01期

4 梅二文,顾文芳,陈观铨,曾云鹗;阿达玛变换光谱和图象及其在分析化学中的应用[J];分析化学;1995年05期

5 唐宏武,周锦松,李涛,陈观铨;阿达玛变换光谱和成像技术的应用和研究进展[J];分析化学;2005年03期

6 周锦松,唐宏武,吴琼水,陈观铨;高分辨阿达玛变换显微荧光图像分析(Ⅱ)单细胞DNA荧光图像生成、处理及自动定量分析研究[J];分析科学学报;2003年01期

7 梁烽，梅二文，曾小斌，王利亨，陈观铨;双编码阿达玛变换光谱法──原理、仪器及光谱分析研究[J];分析科学学报;1995年02期

8 田地,金钦汉;近红外光谱仪器[J];分析仪器;2001年03期

9 褚小立;袁洪福;陆婉珍;;近年来我国近红外光谱分析技术的研究与应用进展[J];分析仪器;2006年02期

10 贾辉,李福田;阿达玛变换成像光谱仪编码模板的设计与制作[J];光电工程;2003年04期

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1 段法兵;参数调节随机共振在数字信号传输中的应用[D];浙江大学;2002年

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1 唐文涛;MIT-BIH生理信号管理及回放系统[D];山东师范大学;2009年

2 王月玥;分数阶傅立叶变换在非平稳信号时频分析中的应用[D];中国海洋大学;2009年

3 徐鹏;心电监护系统信号处理方法的研究[D];哈尔滨工业大学;2008年

4 李进;分数阶Fourier变换在超声信号处理中的应用[D];中国科学技术大学;2009年

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1 李文进;韩晓萍;;ARM平台在嵌入式远程数据采集系统中的设计与实现[J];继电器;2006年05期

2 高飞;张合新;王凯;;基于ARM的导弹等效设备设计[J];计算机测量与控制;2009年10期

3 周明龙;田丽;武昌俊;程晶晶;;基于ARM的煤矿安全监控系统通信分站的设计[J];重庆工商大学学报(自然科学版);2013年04期

4 苏永振,胡延霖,赵菲;基于ARM的无人机飞行控制系统的实现[J];计算机测量与控制;2005年10期

5 赵庆松;苏敏;;基于ARM的直流电机调速系统的设计与实现[J];微计算机信息;2007年02期

6 孟力;;基于ARM处理器的嵌入式远程温度监控系统设计[J];电工电气;2009年06期

7 胡延霖;苏永振;陈晖;;基于ARM的无人机飞行控制系统的硬件实现[J];战术导弹技术;2006年01期

8 方前学;王永良;王首勇;;基于分数阶傅立叶变换的ARM检测技术[J];国防科技大学学报;2008年05期

9 王明伟;汤伟;李茜;;基于ARM的超声乳品成份检测仪的设计[J];仪表技术与传感器;2006年08期

10 吴小锋;王琪;;高速数据采集系统在基于ARM动态称重系统中的应用[J];电子元器件应用;2007年10期

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1 阮波;全书海;;基于ARM的燃料电池电动汽车仪表信息系统设计[A];中国汽车工程学会汽车电子技术分会第七届（2006）年会暨学术研讨会论文集[C];2006年

2 李杰;张仁杰;陈鹏;郑哲;;基于ARM的蔬菜大棚智能无线监控装置的实现[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集（2）[C];2008年

3 陈昌龙;徐家栋;;基于ARM的太阳能交通诱导屏实现[A];2008全国LED显示应用技术交流暨产业发展研讨会文集[C];2008年

4 陈鹏;张仁杰;郑哲;李杰;;基于ARM的语音识别家居控制装置研究[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集（2）[C];2008年

5 赵胜欢;刘守会;;ARM及其嵌入式系统在LED屏幕中的应用[A];2006年全国LED显示技术应用及产业发展研讨会论文集[C];2006年

6 张彩红;洪青阳;陈晓阳;陈燕;;基于ARM的嵌入式说话人确认系统[A];第九届全国人机语音通讯学术会议论文集[C];2007年

7 杨靖;李捍东;;基于ARM和CPLD的嵌入式数字图像处理系统[A];2010年西南三省一市自动化与仪器仪表学术年会论文集[C];2010年

8 周晓萌;侯朝焕;朱昀;;基于ARM和FPGA的声纳波形产生系统设计[A];2008中国仪器仪表与测控技术进展大会论文集（Ⅲ）[C];2008年

9 吴兴存;程乃平;宇天航;;一种基于ARM的高动态GPS接收机的设计[A];2007通信理论与技术新发展——第十二届全国青年通信学术会议论文集（下册）[C];2007年

10 李昂;程耕国;;ARM处理器启动过程详述[A];中国计量协会冶金分会2009年年会论文集[C];2009年

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1 孙永杰;[N];中国电子报;2008年

2 记者 王如晨;[N];第一财经日报;2010年

3 许磊;[N];计算机世界;2010年

4 本报记者 霍光;[N];中国计算机报;2011年

5 杨宇良;[N];电脑报;2011年

6 Tiernan Ray;[N];人民邮电;2011年

7 见习记者 吕文龙;[N];21世纪经济报道;2012年

8 本报记者 陈炳欣;[N];中国电子报;2012年

9 本报记者 刘亚杰;[N];通信产业报;2012年

10 记者 周源;[N];网络世界;2012年

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2 涂志刚;基于ARM的血液容量检测系统设计[D];成都理工大学;2013年

3 伍俭;基于ARM的网络视频监控系统的研究与设计[D];中南大学;2010年

4 秦明辉;基于ARM的汽车防抱死制动系统设计[D];合肥工业大学;2008年

5 晏五一;基于ARM的新型远程配变监控终端研究与设计[D];湖南大学;2007年

6 周彦涛;基于ARM的开关磁阻电机调速系统研究[D];太原理工大学;2010年

7 李海银;基于ARM的嵌入式数字视频监控系统研究与设计[D];南京理工大学;2012年

8 李飞飞;基于ARM的模块化配电变压器监测终端研制[D];天津大学;2012年

9 王永隽;基于ARM的旋转弯曲疲劳试验机测控系统的研究[D];浙江工业大学;2009年

10 张先翔;基于ARM的嵌入式远程视频监控系统的设计[D];武汉理工大学;2010年

  本文关键词：基于ARM的数字微镜光谱仪信号采集与处理系统的研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：196653