【摘要】：海洋是提供人類生存和發(fā)展的資源寶庫(kù),對(duì)推動(dòng)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步有深遠(yuǎn)的影響。隨著對(duì)海洋的資源開(kāi)發(fā),環(huán)境保護(hù)的問(wèn)題越來(lái)越受到國(guó)家與政府的重視。在海洋環(huán)境探測(cè)中,激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)可快速準(zhǔn)確獲取水中有色可溶性有機(jī)物、溢油污染區(qū)域、赤潮區(qū)域葉綠素等物質(zhì)的熒光信息。隨著科技的發(fā)展,儀器智能化、自動(dòng)化、小型化已成為發(fā)展的趨勢(shì)。目前用于海洋探測(cè)的光譜儀器大多體積較大而且操作較復(fù)雜,不適用于現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)的場(chǎng)合,所以本文提出一種便攜型激光熒光光譜儀的方案,通過(guò)面陣CCD采集光譜圖像并使用DSP作為系統(tǒng)控制與協(xié)調(diào)的核心。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案主要分為硬件部分與軟件部分。硬件設(shè)計(jì)部分主要包括電源管理部分、視頻輸入解碼部分、液晶顯示部分、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分與激光器控制部分,每個(gè)部分經(jīng)過(guò)方案對(duì)比進(jìn)行合適器件的選擇,并根據(jù)手冊(cè)與資料設(shè)計(jì)應(yīng)用電路,將DSP核心部分與硬件五個(gè)部分協(xié)調(diào)統(tǒng)一為整體,并使用Altium Designer進(jìn)行印制電路板的設(shè)計(jì),將硬件布置在大小為14×8cm的應(yīng)用底板上。軟件部分從DSP開(kāi)發(fā)與仿真環(huán)境的搭建入手,介紹了CCS軟件與XDS100V2仿真器的使用,詳細(xì)說(shuō)明了DSP程序程序運(yùn)行必要依附文件的配置與芯片支持庫(kù)函數(shù)的配置,并對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行流程進(jìn)行分解描述,從視頻解碼流程、主函數(shù)流程、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)流程三部分進(jìn)行功能解釋。在將系統(tǒng)功能完善后使用燒寫工具將程序固化到FLASH中,完成軟件部分的設(shè)計(jì)。最終實(shí)現(xiàn)在720×576分辨率下進(jìn)行光譜采集與數(shù)據(jù)處理,并以12~16幀的速度進(jìn)行顯示。最后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的組裝,采用15cm×10.5cm×5.5cm尺寸的鋁盒作為光譜儀的外殼。在實(shí)驗(yàn)前,利用高壓汞燈對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了光譜定標(biāo),確定了波長(zhǎng)411~768nm的測(cè)量范圍,并詳細(xì)介紹了光譜儀的操作步驟。接下來(lái)從威海金海灘國(guó)際海水浴場(chǎng)進(jìn)行水樣采集,對(duì)純海水、綠色海水、含有漂浮藻類的海水、含有機(jī)油的海水分別進(jìn)行檢測(cè),定性地檢測(cè)到葉綠素與油類物質(zhì)存在,基本完成了預(yù)期的功能。
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【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P716
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本文編號(hào)：2485909