海水总氮总磷精细光谱原位探测与实时处理技术研究

发布时间：2023-11-11 09:27

　　海洋是大自然珍贵的宝藏,它孕育着十分丰富的自然资源,养育着自然界万千的生灵。然而随着工业发展和经济增长,人类过度开发海洋资源而忽视对海洋环境的保护。近年来,随着总氮总磷的超标使得海水富营养化,导致赤潮、浒苔等现象频发,而我国现有的海水总氮总磷监测技术手段主要依靠巡航采样、实验室分析法,对实时监测的技术研究甚少,一些科研机构或公司的产品很大部分不能适用于海水水体的复杂背景环境,无法通用于常规的海洋水质精确分析。国际上一些著名水质分析仪器厂商如意大利希思公司的产品,可部分适用于我国当前的海洋现状,但精度偏低、售价高昂且无法实现原位在线分析。基于我国海水总氮总磷监测技术的研究现状,为满足我国对总氮总磷监测的迫切需求,本文提出一种海水总氮总磷精细光谱原位探测与实时处理技术,该技术基于国标和新型光谱分析法并结合嵌入式数据处理平台,通过对总氮总磷原始光谱数据探测、吸光度转化、平滑滤波、散射校正、特征位置提取、峰面积计算、适配线性回归模型,可精确分析海水总氮总磷浓度。在其基础上了进行嵌入式ARM硬件平台的电路设计以及Linux系统下的算法嵌入与程序设计,实现一款能够原位在线监测的海水总氮总磷仪器。相...

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 研究目标
    1.4 研究内容
    1.5 本章小结
第2章 光谱分析基本原理与技术基础
    2.1 光谱分析基本原理
    2.2 朗伯-比尔定律
        2.2.1 朗伯-比尔定律简介
        2.2.2 朗伯-比尔定律的适用条件
    2.3 吸收峰面积测量法
    2.4 本章小结
第3章 海水总氮总磷探测系统设计与实现
    3.1 系统方案设计
        3.1.1 样品处理单元
        3.1.2 双光路检测方法设计
        3.1.3 精细光谱探测单元
    3.2 硬件平台电路设计
        3.2.1 ARM硬件平台
        3.2.2 硬件电路设计需求
        3.2.3 硬件电路PCB设计
    3.3 本章小结
第4章 嵌入式算法设计与程序实现
    4.1 嵌入式系统
        4.1.1 嵌入式系统简介
        4.1.2 Linux系统的体系结构
    4.2 原始数据处理算法
        4.2.1 参比校正
        4.2.2 光谱数据预处理
        4.2.3 浓度定量分析
    4.3 程序设计输入
    4.4 应用程序开发
    4.5 本章小结
第5章 系统集成与测试结果分析
    5.1 系统集成
    5.2 系统测试及结果分析
        5.2.1 相对误差
        5.2.2 重复性
    5.3 本章小节
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
附录
致谢
攻读学位期间参与的科研项目及科研成果



本文编号：3862370