基于以太網(wǎng)的氣相色譜分析系統(tǒng)的研究與設(shè)計.pdf

1、隨著科技的進(jìn)步及社會的發(fā)展，分析儀器給人們的生產(chǎn)生活帶來了極大的便利，已經(jīng)成為日常生活和科學(xué)研究中不可缺少的設(shè)備。色譜分析是分析化學(xué)中一種有效的分離技術(shù)，已經(jīng)在生產(chǎn)活動和科研過程中得到廣泛的應(yīng)用，如生命科學(xué)、生物學(xué)、化學(xué)化工、食品檢驗、法醫(yī)檢驗和環(huán)境保護(hù)等方面，同時色譜也是材料科學(xué)和環(huán)境科學(xué)發(fā)展必不可少的工具和手段。
　　 氣相色譜分析系統(tǒng)是一款對氣體組分定量檢測和定性分析的在線安全監(jiān)測系統(tǒng)。隨著儀器儀表的迅速發(fā)展，氣相色譜分析

2、也加快了發(fā)展的步伐，同時也給氣相色譜分析系統(tǒng)在通信速率、網(wǎng)絡(luò)化和智能化等方面提出了更高的要求。伴隨著氣相色譜分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量大量增加，傳統(tǒng)的通訊方式已經(jīng)滿足不了現(xiàn)代智能儀器的需求，并且網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)也成為氣相色譜分析系統(tǒng)的重要需求，并且儀器的網(wǎng)絡(luò)化程度直接影響系統(tǒng)的性能。目前，國內(nèi)的氣相色譜分析系統(tǒng)普遍存在如下問題：氣體組分檢測精度低；系統(tǒng)中數(shù)據(jù)通信壓力大；系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)能力差。針對氣相色譜分析系統(tǒng)中的諸多問題，在氣相色譜分析系統(tǒng)中采取一種通

3、信速率高且網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)能力好的通訊方式迫在眉睫。因此，基于以太網(wǎng)的氣相色譜分析系統(tǒng)具有重要的研究價值。
　　 本文以實現(xiàn)氣相色譜分析系統(tǒng)為主要目標(biāo)，采用以太網(wǎng)作為通信傳輸手段，研究并分析系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)氣相色譜分析系統(tǒng)的局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。本論文主要從以下幾個方面進(jìn)行了研究。第一章闡述了課題研究的背景和意義。第二章介紹以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展以及相配套的技術(shù)，分析了以太網(wǎng)的媒介接入技術(shù)，分析和對比了當(dāng)前使用最為廣泛的幾種接入技術(shù)，并對TC

4、P/IP協(xié)議棧進(jìn)行深入分析，深入理解各個協(xié)議的功能和特點。第三章對氣相色譜分析儀器系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計。首先介紹了色譜分離方法對物質(zhì)進(jìn)行定性分析和定量檢測的原理，其次對氣相色譜進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計，從系統(tǒng)層次上進(jìn)行分析。然后從軟硬件的角度進(jìn)行功能劃分和實現(xiàn)，并在軟件上實現(xiàn)各個控制子系統(tǒng)，最后將檢測器檢測的數(shù)據(jù)進(jìn)行算法上的分析，通過濾波、尋峰、積分等步驟完成對檢測成分的定量分析。第四章對色譜分析儀器通訊系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計。介紹了網(wǎng)絡(luò)適配器的工作原理，針對DM9

5、000A網(wǎng)卡進(jìn)行設(shè)計，實現(xiàn)了DM9000A的軟件控制，完成了TCP/IP協(xié)議，并結(jié)合網(wǎng)卡驅(qū)動實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的收發(fā)，完成了系統(tǒng)的通訊功能。最后采用c＃語言編寫上位機(jī)軟件，通過上位機(jī)軟件實現(xiàn)了對氣相色譜分析系統(tǒng)的監(jiān)控，并針對系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)互連功能進(jìn)行了分析和研究。第五章對本論文進(jìn)行總結(jié)，總結(jié)自己做出的工作，并針對研究的不足提出展望。
　　 本文通過對基于以太網(wǎng)的氣相色譜分析系統(tǒng)的研究，提出了一系列提高氣相色譜分析系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通訊性能的改進(jìn)措施，