本文關鍵詞： HMC5883L 傳感器陣列 數(shù)據(jù)采集模塊 磁偶極子 磁場定位技術　出處：《北方工業(yè)大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：近年來環(huán)境污染日益加劇,導致消化道疾病發(fā)生率不斷上升。鑒于消化系統(tǒng)的特殊性,目前為止都沒有較為有效、科學的診斷方法,尤其是在小腸段,目前的主要診療手段都存在著較大的不足。與傳統(tǒng)診療手段相比,人體胃腸道無創(chuàng)診療檢測系統(tǒng)對該類疾病的診斷具有巨大的優(yōu)勢。該系統(tǒng)主要有磁性膠囊、體外磁場數(shù)據(jù)采集裝置、磁性膠囊定位裝置以及磁場數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)構成。本文研究的基于AMR的平面磁傳感器陣列的關鍵技術正是實現(xiàn)這套無創(chuàng)診療系統(tǒng)的關鍵所在。論文主要分為以下五個章節(jié)。第一章,首先介紹磁性膠囊定位技術背景、意義以及該技術在國內外的研究進展情況;其次概述系統(tǒng)總體方案及系統(tǒng)框圖;最后對論文的關鍵技術進行綜述并提出論文的主要工作。第二章,首先提出傳感器的選型問題,并根據(jù)要求選擇合適的傳感器。其次,介紹了傳感器陣列的布局方案。本文采用16個AMR傳感器組成一個平面磁傳感器陣列,并對人體消化道系統(tǒng)有一個近乎全面的覆蓋,以便更加準則的檢測磁性膠囊的位置;最后,完成系統(tǒng)硬件平臺設計與調試工作,該硬件平臺主要包括兩大模塊分別是FPGA接口板模塊和MCU控制板模塊。其中接口板是與傳感器陣列直接相連的模塊,其作用是把傳感器采集的磁場信號上傳給控制板;控制板用來實現(xiàn)對傳感器的控制,并把磁場信號上傳給PC端的軟件處理平臺。第三章,主要介紹基于Labview的磁場信號采集及處理軟件平臺,該平臺可以對傳感器進行實時控制,并顯示每個傳感器的波形圖以及對應的磁場信號強度值,采集的磁場信號數(shù)據(jù)能以文件的形式保存在電腦的指定位置。第四章,首先介紹了磁偶極子模型,其次給出了磁偶極子模型直角坐標系下的求解方法及正向建模,最后詳述了磁性膠囊的定位原理并提出差分方法來降低地磁場的干擾。第五章,對論文工作進行總結并提出進一步的研究方案。
[Abstract]:Due to the particularity of digestive system, there is no effective and scientific diagnostic method, especially in the small intestine, due to the particularity of digestive system. Compared with the traditional diagnosis and treatment methods, the human gastrointestinal non-invasive diagnosis and treatment system has a huge advantage in the diagnosis of this disease. The system mainly has magnetic capsules. External magnetic field data acquisition device. Magnetic capsule positioning device and magnetic field data processing system. The key technology of planar magnetic sensor array based on AMR in this paper is the key to realize this noninvasive diagnosis and treatment system. The next five chapters. Chapter one. Firstly, the background and significance of magnetic capsule positioning technology and its research progress at home and abroad are introduced. Secondly, it outlines the overall scheme of the system and the system block diagram. Finally, the key technologies of the thesis are summarized and the main work of the thesis is put forward. Chapter two, the selection of sensors is put forward first, and the appropriate sensors are selected according to the requirements. Secondly. The layout of sensor array is introduced in this paper. A planar magnetic sensor array is composed of 16 AMR sensors and has an almost comprehensive coverage of human digestive tract system. In order to more standard detection of magnetic capsule position; Finally, the system hardware platform design and debugging are completed. The hardware platform consists of two modules: FPGA interface board module and MCU control board module, in which the interface board is directly connected with the sensor array. Its function is to upload the magnetic field signal collected by the sensor to the control board; The control board is used to control the sensor and upload the magnetic field signal to the PC software processing platform. Chapter 3 mainly introduces the software platform of magnetic field signal acquisition and processing based on Labview. The platform can control the sensor in real time and display the waveform of each sensor and the corresponding intensity of the magnetic field signal. The collected magnetic field signal data can be saved in the form of files in the specified position of computer. Chapter 4th introduces the magnetic dipole model. Secondly, the solution method and forward modeling of magnetic dipole model in right-angle coordinate system are given. Finally, the positioning principle of magnetic capsule is described and the difference method is put forward to reduce the interference of geomagnetic field. Chapter 5th. The paper summarizes the work and puts forward the further research plan.
【學位授予單位】：北方工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TP212

【參考文獻】

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本文編號：1477484