基于FPGA的水質(zhì)光譜分析數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)研究.pdf

1、在煤炭生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)安全問題一直是煤礦最為重視的問題。煤礦事故不僅嚴(yán)重危及井下工作人員的生命安全，也會(huì)造成重大的經(jīng)濟(jì)損失，后續(xù)的事后救援工作也十分困難，尤其近年來突水事故頻發(fā)，突水事故的預(yù)防治理成為煤礦安全的主要問題。目前國(guó)內(nèi)外運(yùn)用較多的突水事故處理方法雖然能夠較好的解決問題，但是無法提前對(duì)事故做出預(yù)警以及迅速找到突水位置。近幾年來，隨著光學(xué)技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展，這兩項(xiàng)技術(shù)越來越多的運(yùn)用在生產(chǎn)、生活的各個(gè)領(lǐng)域。本課題結(jié)合了這兩項(xiàng)技術(shù)

2、，設(shè)計(jì)了一個(gè)能夠監(jiān)測(cè)井下水質(zhì)提前對(duì)水害事故預(yù)警的系統(tǒng)。
　　本文在分析礦山水害和國(guó)內(nèi)外水質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)的前提下，詳細(xì)介紹了LIF激光誘導(dǎo)熒光光譜技術(shù)，以監(jiān)測(cè)水質(zhì)光譜變化為出發(fā)點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種基于FPGA的光譜儀數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。在硬件設(shè)計(jì)方面，系統(tǒng)采用Altera公司的EP3C25作為主控芯片，選用Nd∶YAG激光源照射水體，由R928型光電倍增管檢測(cè)并轉(zhuǎn)換熒光信號(hào)，F(xiàn)PGA數(shù)據(jù)采集模塊對(duì)電信號(hào)進(jìn)行采集并傳輸至主機(jī)進(jìn)行處理，添加DP8384

3、8以太網(wǎng)卡實(shí)現(xiàn)FPGA工程的遠(yuǎn)程配置。在軟件設(shè)計(jì)方面，利用SOPC技術(shù)構(gòu)建了由多個(gè)邏輯模塊組成的SOPC系統(tǒng)，在NIOSⅡ Eclipse軟件中設(shè)計(jì)了NIOS處理器的C語言代碼，以驅(qū)動(dòng)DAC模塊、CAN控制器以及ADC模塊等。
　　最后，本文設(shè)計(jì)了類似實(shí)際熒光信號(hào)的測(cè)試信號(hào)源，對(duì)FPGA數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行了仿真和數(shù)據(jù)可靠性測(cè)試，系統(tǒng)各模塊的時(shí)序仿真均符合課題對(duì)實(shí)時(shí)性的要求，數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確度也達(dá)到了要求。測(cè)試結(jié)果表明，本文的研究取得了