基于Android平台的激光光谱仪数据处理的研究

发布时间：2017-08-19 00:28

  本文关键词：基于Android平台的激光光谱仪数据处理的研究

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【摘要】：近年来随着信息与通信技术的迅速发展,移动智能终端的兴起,许多传统科学技术应用也逐渐向移动平台转型,基于Android系统的各种技术应用越来越广泛,近些年来开始应用于光谱采集系统。移动设备具有智能化、体积小、操作简单、响应速度快等优点,在实际光谱采集检测中具有广阔的应用前景。本课题采用新的光谱数据采集方案,与传统利用计算机进行数据采集的方式相比,该方案采用了比较流行的移动操作系统,利用系统主机模式实现光谱数据的采集与传输。传统的光谱数据采集必须借助于计算机处理进行显示,给户外的使用带来了很大的不便,利用手机等移动智能设备进行光谱数据采集、显示和分析,有效地解决了设备体积庞大带来的不便。通过对近年来便携式光谱采集系统的国内外发展状况的研究与总结,对移动嵌入式操作平台的优点进行说明,对比分析了不同平台的区别,对移动平台采集原理进行了详细的说明。根据理论分析,本课题采用Android平台,利用USB接口实现数据传输。本文采用V4L2框架与Libusb开源库两种实现方式,完成光谱仪的连接,光谱图像数据的采集。根据设计方案完成了光谱信息的采集与显示,进行多次实验测试并且对实验结果进行了分析,两种方式能够实现光谱图像的采集,通过对比两种实现方式的优缺点,最终选择了Libusb的设计方案。经过提取光谱图像像素信息,利用开源系统AchartEngine图形库,实现光谱数据图形化显示与光谱波长标定,利用系统轻量级关系型数据库SQLite实现光谱数据的存储。实验证明Android系统能够实现光谱图像的数据采集、传输和显示。经实验测试,可以完成不同光谱的检测,波长标定误差在控制范围内。该系统体积小,结构紧凑,响应速度快,便于携带,实现了光谱仪采集系统的移动化、智能化、微型化。
【关键词】：Android 光谱仪 USB V4L2
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH744.1
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 绪论8-16
• 1.1 课题背景8-9
• 1.2 光谱仪概述9-14
• 1.2.1 光谱仪数据采集系统国外研究现状10-12
• 1.2.2 光谱仪数据采集系统国内研究现状12-14
• 1.3 本文研究的主要目的与内容14-16
• 1.3.1 本文研究的主要目的14-15
• 1.3.2 本文研究的主要内容15-16
• 第2章 光谱仪原理与结构16-22
• 2.1 光谱仪原理与基本特性16-17
• 2.1.1 光谱仪的原理16
• 2.1.2 光谱仪的主要特性16-17
• 2.2 光谱仪的结构17-21
• 2.2.1 光源系统17-18
• 2.2.2 准直色散系统18-20
• 2.2.3 成像采集系统20-21
• 2.3 本章小结21-22
• 第3章 Android操作系统22-33
• 3.1 Android系统的发展历程22-23
• 3.2 Android系统架构及开发语言23-25
• 3.2.1 应用程序层24
• 3.2.2 应用程序框架层24
• 3.2.3 系统运行库24-25
• 3.2.4 系统内核25
• 3.2.5 Java语言25
• 3.3 Android应用程序组件25-28
• 3.4 Android开发环境搭建28-32
• 3.4.1 Android Studio开发环境28-30
• 3.4.2 Android应用程序结构30-31
• 3.4.3 NDK与JNI调用31-32
• 3.5 Android图像处理32
• 3.6 本章小结32-33
• 第4章 光谱图像采集软件设计33-47
• 4.1 Android USB通信模式33-35
• 4.2 V4L2驱动框架35-39
• 4.2.1 V4L2采集模型35-38
• 4.2.2 图像数据处理38-39
• 4.3 光谱曲线显示39-41
• 4.4 光谱仪波长标定41-42
• 4.5 光谱数据保存42-45
• 4.6 Libusb开源库45-46
• 4.7 本章小结46-47
• 第5章 光谱数据采集实验研究47-56
• 5.1 系统硬件结构47-48
• 5.2 连接光谱仪48-55
• 5.2.1 设备连接测试48-50
• 5.2.2 USB连接光谱仪50-51
• 5.2.3 光谱采集测试51-55
• 5.3 本章小结55-56
• 结论56-57
• 参考文献57-63
• 致谢63

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本文编号：697666