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文檔簡介
1、物聯(lián)網(wǎng)是物品間通過信息傳感技術(shù)和通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息處理、交換的一種網(wǎng)絡(luò)概念。近年來,物聯(lián)網(wǎng)在智慧農(nóng)業(yè)、食品安全等領(lǐng)域?qū)ξ镔|(zhì)成分分析的需求不斷增加。近紅外光譜分析作為一種常用的物質(zhì)成分分析技術(shù),具有快速、無損、可多組分同時檢測等優(yōu)點。通過研制具有近紅外光譜分析能力的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點,可以給物聯(lián)網(wǎng)增加物質(zhì)成分感知能力,進(jìn)一步增加物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用范圍。相比傳統(tǒng)的大型光譜分析設(shè)備,物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點所具有的微型化、低功耗和便攜性,有助于將近紅外光譜分析推入一個新的
2、發(fā)展階段。
本文首先結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展?fàn)顩r、近紅外光譜分析的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢,闡述了光譜傳感物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要意義和廣闊前景。然后分析了多種光譜分析設(shè)備的常用技術(shù),確定了節(jié)點系統(tǒng)的設(shè)計方案,解釋了節(jié)點系統(tǒng)的工作流程。光譜節(jié)點的光譜感知功能由上海技術(shù)物理研究所研制的新型光譜組件完成(發(fā)明專利公開號:CN105371951A,2016.03.02)該組件內(nèi)包括集成分光片、感知芯片、專用電路芯片,其波長范圍為1350nm到1538nm
3、。從硬件設(shè)計和軟件設(shè)計兩個方面詳細(xì)介紹了光譜節(jié)點的研制過程,主要有利用Spartan-6系列FPGA設(shè)計光譜組件的驅(qū)動時序和節(jié)點系統(tǒng)的控制信號,光譜數(shù)據(jù)采集和無線傳輸電路的設(shè)計實現(xiàn),F(xiàn)PGA和MSP430單片機(jī)的程序設(shè)計、編譯和下載。本論文完成了整個節(jié)點系統(tǒng)的安裝和調(diào)試,并利用一款峰值波長為1526.2nm的LD和氙燈進(jìn)行波長測量實驗,以驗證節(jié)點系統(tǒng)測量的準(zhǔn)確性。實驗結(jié)果顯示,節(jié)點系統(tǒng)工作狀況穩(wěn)定,測量結(jié)果準(zhǔn)確,實現(xiàn)了預(yù)期設(shè)計目標(biāo)。
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