基于FPGA的水質光譜分析數據采集系統(tǒng)研究.pdf

1、在煤炭生產過程中，生產安全問題一直是煤礦最為重視的問題。煤礦事故不僅嚴重危及井下工作人員的生命安全，也會造成重大的經濟損失，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)，突水事故的預防治理成為煤礦安全的主要問題。目前國內外運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警以及迅速找到突水位置。近幾年來，隨著光學技術和嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展，這兩項技術越來越多的運用在生產、生活的各個領域。本課題結合了這兩項技術

2、，設計了一個能夠監(jiān)測井下水質提前對水害事故預警的系統(tǒng)。
　　本文在分析礦山水害和國內外水質監(jiān)測技術的前提下，詳細介紹了LIF激光誘導熒光光譜技術，以監(jiān)測水質光譜變化為出發(fā)點，設計了一種基于FPGA的光譜儀數據采集系統(tǒng)。在硬件設計方面，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換熒光信號，FPGA數據采集模塊對電信號進行采集并傳輸至主機進行處理，添加DP8384

3、8以太網卡實現FPGA工程的遠程配置。在軟件設計方面，利用SOPC技術構建了由多個邏輯模塊組成的SOPC系統(tǒng)，在NIOSⅡ Eclipse軟件中設計了NIOS處理器的C語言代碼，以驅動DAC模塊、CAN控制器以及ADC模塊等。
　　最后，本文設計了類似實際熒光信號的測試信號源，對FPGA數據采集模塊進行了仿真和數據可靠性測試，系統(tǒng)各模塊的時序仿真均符合課題對實時性的要求，數據采集的準確度也達到了要求。測試結果表明，本文的研究取得了