基于STM32的嵌入式光谱重构处理技术的研究

论文摘要

干涉成像光谱技术是遥感技术与应用的热点与前沿,具有通量高、光谱分辨率高和成像稳定性高三大特点,因此能够探测目标物体丰富的空间信息和光谱信息,被广泛应用于工业、农业、军事等领域。而干涉成像光谱技术面临的主要问题之一就是干涉图像的光谱重构,本论文以干涉图像的光谱重构算法以及其到嵌入式系统上的移植问题为中心展开,旨在建立一套小型的嵌入式光谱重构处理系统,从而实现干涉成像光谱仪的小型化、轻量化、产品化。首先介绍了开发以Coxtex-M3为内核的STM32处理器所需要的软硬件环境以及其搭建；其次着重研究了光谱重构的一系列算法步骤,并结合移植到嵌入式系统的需要进行方案选取；然后将整个系统按功能分为三块：数据收发模块、文件存取模块和触摸显示模块,分别进行编程调试,再组合各功能模块得到嵌入式光谱重构处理系统；最后将嵌入式系统下得到复原光谱数据与MATLAB程序下计算的数据进行比较,标定光谱后结果表明光谱分辨率达到了指定要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 课题的研究背景及意义
• 1.2 国内外的研究现状
• 1.3 本课题的主要研究内容
• 2 嵌入式软硬件开发环境介绍及构建
• 2.1 硬件开发环境
• 2.2 软件开发环境
• 2.3 调试开发环境构建
• 2.3.1 嵌入式开发过程
• 2.3.2 调试环境与工具
• 2.4 本章小结
• 3 傅里叶干涉成像原理及光谱重构技术
• 3.1 傅里叶干涉成像基本原理
• 3.2 光谱重构技术
• 3.2.1 消趋势项及直流分量
• 3.2.2 切趾运算
• 3.2.3 干涉图采样及相位校正
• 3.2.4 共轭对称化处理
• 3.3 本章小结
• 4 数据收发模块
• 4.1 USART概述
• 4.2 USART的配置及驱动
• 4.2.1 相关寄存器及重要位
• 4.2.2 寄存器配置
• 4.3 本章小结
• 5 文件存取模块
• 5.1 SD卡简介及初始化
• 5.1.1 SD卡结构与通讯模式
• 5.1.2 SPI简介及配置
• 5.1.3 SD卡命令集与初始化
• 5.2 文件读写与FatFs
• 5.2.1 数据读写
• 5.2.2 文件系统
• 5.3 位图文件结构
• 5.4 本章小结
• 6 触摸显示模块
• 6.1 TFT-LCD简介及初始化
• 6.1.1 TFT-LCD显示原理
• 6.1.2 驱动及初始化
• 6.2 触摸中断驱动
• 6.2.1 驱动芯片简介
• 6.2.2 中断寄存器配置
• 6.3 本章小结
• 7 全文小结
• 致谢
• 参考文献