基于手機的光譜儀信號采集與處理系統(tǒng)的設(shè)計.pdf

1、光譜儀能夠?qū)ξ镔|(zhì)成分進行定性和定量分析，應用領(lǐng)域十分廣泛，傳統(tǒng)的光譜儀體積龐大、價格昂貴，不是大眾商品化的儀器設(shè)備。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)時代的到來，手機已成為人們隨身必備品，有著相當高的普及率。將智能手機與光譜儀器結(jié)合，使之成為人們常用的通用型設(shè)備，符合時代潮流，有著廣闊的市場前景。
　　本文結(jié)合實驗室目前已有的近紅外數(shù)字微鏡光譜儀確定了將信號處理系統(tǒng)向手機端研發(fā)的目標，在研究近紅外光譜儀光譜信號特點與應用需求的基礎(chǔ)上，提出整體設(shè)計方案

2、，設(shè)計光譜信號的調(diào)理采集電路與數(shù)據(jù)的無線傳輸系統(tǒng)，并開發(fā)手機端光譜專用軟件，最后對整個系統(tǒng)的軟硬件功能進行調(diào)試及實驗驗證，實現(xiàn)基于手機的光譜儀信號采集與處理系統(tǒng)。主要研究工作是：
　　1.研究微型光譜儀現(xiàn)狀以及國內(nèi)外相關(guān)產(chǎn)品，總結(jié)發(fā)展趨勢，提出本文的研發(fā)目標，并針對實驗室的數(shù)字微鏡光譜儀確定本論文的主要研究內(nèi)容。
　　2.分析本論文光譜信號采集與處理系統(tǒng)的特點和實際應用要求，完成整個系統(tǒng)的選型設(shè)計：選擇藍牙4.0作為本次設(shè)計

3、的無線通信方式；采用CC2541無線芯片，通過低功耗藍牙BLE協(xié)議實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸，確定本論文研究內(nèi)容的整體架構(gòu)以及技術(shù)路線。
　　3.確定基于手機的光譜儀信號采集方案；研究鎖相放大、信號濾波、A/D轉(zhuǎn)換原理，根據(jù)光譜信號的特點以及光譜儀器的需求確定各項參數(shù)指標；完成采集調(diào)理電路的設(shè)計。
　　4.研究無線傳輸數(shù)據(jù)的方案，針對Android智能手機，設(shè)計無線通信系統(tǒng)的硬件；研究BLE協(xié)議棧的工作原理，完成CC2541與手機通

4、信的軟件設(shè)計。實現(xiàn)光譜數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與智能手機的無線通信。
　　5.根據(jù)基于手機的光譜儀專用軟件的功能需求，完成手機端軟件系統(tǒng)的整體設(shè)計，在Eclipse集成開發(fā)環(huán)境中，采用JAVA語言進行安卓手機應用軟件的開發(fā)，編程實現(xiàn)專用軟件的各個模塊功能，并對軟件系統(tǒng)測試。
　　6.進行實驗及分析，搭建測試平臺，完成對調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集模塊、藍牙通信模塊的測試和驗證，并對特定波長濾波片進行測試，結(jié)果表明，實現(xiàn)了微弱信號的提取，整個系統(tǒng)的