本文關(guān)鍵詞：基于FPGA的水質(zhì)光譜分析數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：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),設(shè)計(jì)了一個(gè)能夠監(jiān)測井下水質(zhì)提前對水害事故預(yù)警的系統(tǒng)。 本文在分析礦山水害和國內(nèi)外水質(zhì)監(jiān)測技術(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)測水質(zhì)光譜變化為出發(fā)點(diǎn),設(shè)計(jì)了一種基于FPGA的誰知光譜儀數(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型光電倍增管檢測并轉(zhuǎn)換熒光信號,FPGA數(shù)據(jù)采集模塊對電信號進(jìn)行采集并傳輸至主機(jī)進(jìn)行處理,添加DP83848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NIOS II Eclipse軟件中設(shè)計(jì)了NIOS處理器的C語言代碼,以驅(qū)動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)際熒光信號的測試信號源,對FPGA數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行了仿真和數(shù)據(jù)可靠性測試,系統(tǒng)各模塊的時(shí)序仿真均符合課題對實(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。測試結(jié)果表明,本文的研究取得了一定成果,開發(fā)出來的硬件采集系統(tǒng)滿足了課題的要求。
【關(guān)鍵詞】：激光誘導(dǎo)熒光光譜 FPGA 數(shù)據(jù)采集 SOPC 遠(yuǎn)程更新
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TD745
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• Contents9-11
• 1 緒論11-15
• 1.1 課題研究背景及意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容及主要工作13-15
• 2 礦山水質(zhì)監(jiān)測和LIF技術(shù)介紹15-25
• 2.1 礦山水害及水質(zhì)監(jiān)測15-19
• 2.1.1 礦山水害概述15
• 2.1.2 水害預(yù)防措施15-17
• 2.1.3 水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)17-19
• 2.2 LIF技術(shù)原理19-23
• 2.2.1 LIF原理概述19-22
• 2.2.2 運(yùn)用LIF技術(shù)實(shí)現(xiàn)水質(zhì)監(jiān)測的方法22-23
• 2.3 本章小結(jié)23-25
• 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)25-51
• 3.1 水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)光路構(gòu)造25-31
• 3.1.1 激光源25-27
• 3.1.2 激發(fā)單色器和發(fā)射單色器27-29
• 3.1.3 光電轉(zhuǎn)換模塊29-31
• 3.2 水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)電學(xué)部分31-48
• 3.2.1 EP3C25核心模塊33-36
• 3.2.2 光電倍增管增益電路36-38
• 3.2.3 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊及前置放大轉(zhuǎn)換電路38-44
• 3.2.4 CAN通信電路44-47
• 3.2.5 FPGA遠(yuǎn)程配置模塊47-48
• 3.3 本章小結(jié)48-51
• 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)51-67
• 4.1 系統(tǒng)軟件工程的建立51-57
• 4.1.1 SOPC總體設(shè)計(jì)51-52
• 4.1.2 SOPC系統(tǒng)建立過程52-57
• 4.2 系統(tǒng)軟件總體架構(gòu)57-59
• 4.3 各模塊軟件設(shè)計(jì)59-66
• 4.3.1 主機(jī)CAN通訊59-61
• 4.3.2 CS5532模數(shù)轉(zhuǎn)換的軟件實(shí)現(xiàn)61-65
• 4.3.3 FPGA遠(yuǎn)程配置的軟件實(shí)現(xiàn)65-66
• 4.4 本章小節(jié)66-67
• 5 系統(tǒng)測試及數(shù)據(jù)分析67-75
• 5.1 FPGA硬件模塊測試仿真67-70
• 5.2 數(shù)據(jù)采集的調(diào)試和分析70-73
• 5.3 FPGA遠(yuǎn)程配置測試73-74
• 5.4 本章小結(jié)74-75
• 6 結(jié)論和展望75-77
• 6.1 結(jié)論75-76
• 6.2 展望與不足76-77
• 參考文獻(xiàn)77-81
• 致謝81-83
• 作者簡介及讀研期間主要科研成果83

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 閻吉祥;激光誘導(dǎo)熒光機(jī)理研究[J];北京理工大學(xué)學(xué)報(bào);2000年02期

2 蔡麗娜;劉平波;智長貴;;水質(zhì)遙感監(jiān)測方法的探討[J];測繪與空間地理信息;2008年04期

3 顏嚴(yán);氣冷離子激光器的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;2000年06期

4 劉峰;;礦井水害水源的水文地球化學(xué)探測技術(shù)[J];煤田地質(zhì)與勘探;2007年04期

5 楊丙成,關(guān)亞風(fēng),黃威東,車迅;一種共聚焦激光誘導(dǎo)熒光檢測器的研制[J];色譜;2002年04期

  本文關(guān)鍵詞：基于FPGA的水質(zhì)光譜分析數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：298942