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近红外光谱仪基础软件开发

2020-12-09阅读(886)

近红外光谱仪基础软件开发

论文摘要

随着微处理器的发展和近红外光谱分析技术的突飞猛进,近红外仪器的研制和应用的领域都得到了巨大的进步。实验室针对研制的便携式光栅扫描型近红外光谱仪PISA开发了基于三款处理器测控硬件系统:基于ARM9的SMC-ARM,基于AT89C2051和串口通讯的SMC-1,以及基于AT89S52和USB通讯的SMC-2。针对每一款处理器,要实现光谱仪光谱测量、计算、存储、分析等功能,其软件在设计上既有共性又有区别。因此针对三款处理器测控硬件系统,开发和完善光谱仪的基础软件,为光谱仪产品软件的开发奠定基础。SMC-ARM由于功耗低、接口资源丰富而且处理速度快,采用嵌入式系统设计的光谱仪提高了仪器的便携性。针对基于SMC-ARM的光谱仪,开发了测控分析软件PISA-ARM-VIEW的实验室和用户两个版本。同时开发了针对SMC-ARM的SD卡存储通讯程序COMS-ARM,实现了嵌入式光谱仪数据的更新和读取。光谱仪的单片机系统SMC-1、SMC-2用来实现数据采集、仪器控制和通讯传输功能。两款单片机系统分别采用了串口和USB总线通讯模式,利用上位机的应用程序（包括界面、图谱文件操作、分析处理软件等）与底层单片机固件程序联合起来,共同实现了光谱仪的各项功能。针对基于SMC-1、SMC-2的光谱仪,设计完善了各自通讯协议和底层测控固件SMC-SATA/USB-firmware,以及上层测控分析软件PISA-VIEW。通过系统调试,基于三款处理器测控系统的基础软件均实现了光谱仪仪器控制、光谱数据采集、分析处理、图谱和文件操作、存储和通讯等功能。

论文目录

  • 内容提要
  • 第1章 绪论
  • 1.1 研究背景和意义
  • 1.1.1 近红外光谱分析技术概述
  • 1.1.2 近红外光谱分析的特点
  • 1.1.3 课题意义
  • 1.2 国内外发展现状和趋势
  • 1.2.1 国外现状和趋势
  • 1.2.2 国内现状和趋势
  • 1.3 近红外光谱仪结构
  • 1.4 论文研究内容
  • 1.4.1 研究任务
  • 1.4.2 研究内容
  • 第2章 ARM近红外光谱仪基础软件开发
  • 2.1 基于ARM的光谱仪测控分析系统硬件电路（SMC-ARM）
  • 2.2 嵌入式开发基础
  • 2.2.1 ARM处理器
  • 2.2.2 操作系统选择
  • 2.2.3 嵌入式系统开发
  • 2.2.4 启动代码、内核及文件系统
  • 2.3 搭建开发环境
  • 2.3.1 交叉编译环境搭建
  • 2.3.2 配置Minicom
  • 2.4 界面开发环境选择与搭建
  • 2.4.1 Qt/E开发环境搭建
  • 2.4.2 Qt中文支持
  • 2.5 界面及应用程序开发
  • 2.5.1 实验室版本开发
  • 2.5.2 用户版开发
  • 2.6 PISA-ARM-VIEW存储通讯模块开发
  • 2.6.1 基于ARM的存储通讯系统硬件电路
  • 2.6.2 PISA-ARM-VIEW存储通讯模块软件开发
  • 第3章 单片机近红外光谱仪基础软件设计与完善
  • 3.1 基于单片机的光谱仪整体结构
  • 3.2 单片机串口光谱仪固件（SMC-SATA-firmware）设计完善
  • 3.2.1 SMC-SATA-firmware设计背景
  • 3.2.2 SMC-SATA-firmware设计完善
  • 3.3 单片机USB型光谱仪固件（SMC-USB-firmware）设计完善
  • 3.3.1 SMC-USB-firmware设计背景
  • 3.3.2 PDIUSBD12 工作模式和命令
  • 3.3.3 SMC-USB-firmware设计完善
  • 第4章 PC机基础软件设计与完善
  • 4.1 ARM存储通讯模块上位机软件（COMS-ARM）设计
  • 4.1.1 开发环境和类库选择
  • 4.1.2 COMS-ARM软件设计
  • 4.2 单片机光谱仪上位机软件（PISA-VIEW）设计完善
  • 4.2.1 PISA-VIEW通讯
  • 4.2.2 PISA-VIEW的USB驱动
  • 4.2.3 PISA-VIEW界面
  • 4.2.4 PISA-VIEW图谱处理
  • 4.2.5 PISA-VIEW文件操作
  • 4.2.6 PISA-VIEW定量分析处理
  • 第5章 基础软件测试
  • 5.1 光谱仪系统组合
  • 5.2 系统测试
  • 5.2.1 Qt开发平台的搭建测试
  • 5.2.2 ARM下光谱数据采集和分析处理测试
  • 5.2.3 基于SD卡和串口的存储通讯测试
  • 5.2.4 单片机串口和USB模式下光谱仪系统测试
  • 第6章 全文总结
  • 参考文献
  • 致谢
  • 摘要
  • Abstract

    • 相关论文文献

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