基于三基色原理的微型毒氣檢測(cè)儀信號(hào)采集與處理系統(tǒng).pdf

1、環(huán)境污染監(jiān)測(cè)、現(xiàn)代高技術(shù)局部戰(zhàn)爭(zhēng)中生化武器的使用和恐怖組織可能發(fā)動(dòng)的生化襲擊，對(duì)沙林(甲氟膦酸異丙酯)、梭曼(甲氟磷酸異乙酯)、光氣(氧氯化碳)等劇毒氣體的快速檢測(cè)提出了更高要求。而目前對(duì)沙林、梭曼、光氣等神經(jīng)性毒劑的常規(guī)測(cè)定方法測(cè)量時(shí)間較長(zhǎng)，很難在現(xiàn)場(chǎng)使用，測(cè)試儀器笨重，操作復(fù)雜，難以滿足預(yù)防和控制突發(fā)事故的需要。此外，快速測(cè)量此類毒氣的方法毫無自動(dòng)化可言，受主觀影響很大，檢測(cè)的速度和精度也難以保證。雖也出現(xiàn)了一些高端的儀器，但價(jià)格非

2、常昂貴。因此，研制一種高性價(jià)比的微型毒氣檢測(cè)儀就顯得非常必要。由于微型氣體檢測(cè)儀的操作者是現(xiàn)場(chǎng)人員，而非專業(yè)化工人員，為了能夠在較大的地域內(nèi)對(duì)毒氣進(jìn)行快速檢測(cè)，這就要求毒氣檢測(cè)儀必須具有響應(yīng)速度快、操作簡(jiǎn)單、微型化、便攜式的特點(diǎn)。
　　 作者分析了國(guó)內(nèi)外的毒氣檢測(cè)現(xiàn)狀，提出將三基色原理應(yīng)用于毒氣檢測(cè)領(lǐng)域，設(shè)計(jì)了一種基于三基色原理的微型毒氣檢測(cè)儀。該儀器由CPLD提供CCD驅(qū)動(dòng)及AD轉(zhuǎn)換控制時(shí)序，利用高精度的彩色CCD傳感器采集顏

3、色信息，實(shí)現(xiàn)了線陣CCD對(duì)面陣信息的采集。采集到的信息經(jīng)過微處理器ARM9處理后，將測(cè)量結(jié)果通過觸摸屏LCD顯示。其中光路結(jié)構(gòu)利用大芯徑光纖傳光，小芯徑光纖接收顏色信息，不但有效地簡(jiǎn)化了光路結(jié)構(gòu)，縮小了儀器體積，而且實(shí)現(xiàn)了將二維矩形金屬卟啉傳感器陣列的顏色信息向一維線陣CCD檢出的轉(zhuǎn)化。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)應(yīng)用EPM7128設(shè)計(jì)了彩色CCD的驅(qū)動(dòng)時(shí)序、AD轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)控制時(shí)序，實(shí)現(xiàn)了CCD驅(qū)動(dòng)及AD轉(zhuǎn)換的準(zhǔn)確同步。設(shè)計(jì)了基于ARM9的嵌入式系

4、統(tǒng)硬件電路，包括電源及系統(tǒng)復(fù)位電路，驅(qū)動(dòng)控制電路以及USB、UART、LCD等外設(shè)接口電路。實(shí)驗(yàn)表明該設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了微型毒氣檢測(cè)儀的信號(hào)采集、處理一體化的設(shè)計(jì)目標(biāo)。
　　 論文共分為六章，第一章介紹了毒氣監(jiān)測(cè)儀的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)。第二章提出了基于三基色原理的毒氣檢測(cè)方法及總體方案。第三章介紹了三基色信號(hào)采集系統(tǒng)的光路結(jié)構(gòu)，基于CPLD的CCD驅(qū)動(dòng)時(shí)序設(shè)計(jì)，AD轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)控制時(shí)序設(shè)計(jì)以及CCD外圍電路的設(shè)計(jì)。第四章以ARM9芯