CN2741040Y - 基于数字信号处理器dsp的光谱数据采集分析器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于数字信号处理器DSP的光谱数据采集分析器，属于光谱数据采集与分析领域，包括光谱接收系统的光谱仪、光电器件、放大A/D转换器和计算机，其特征在于将数字信号处理器DSP接于A/D转换器和计算机之间，A/D转换器为DSP的输入端，计算机为DSP的输出端，DSP对光谱数据进行分析处理。本实用新型应用于紫外吸收法机动车尾气NO、C4H6和烟尘道边检测仪中，能在一秒钟内完成NO、C4H6和烟尘检测给出结果。
Description
技术领域
本实用新型属于光谱数据采集与分析领域，具体涉及一种基于数字信号处理器DSP的光谱数据采集分析器。
背景技术
现有的光谱数据采集与分析过程主要是：待测的光信号通过光电器件(比如CCD，光电倍增管)转换为模拟电信号；模拟电信号经过放大后，进行A/D转换，得到数字信号；数字信号经单片机送入PC；在PC上对光谱数据进行处理并分析，得到需要的信息。这个过程存在两个缺点：1，光谱数据的分析处理由PC来完成，这在某些试验场合会带来很大的不便；2，采集来的光谱数据量往往非常巨大，如果经过单片机传给PC，传输数据过程费时；3，PC机在分析计算不够快捷。
发明内容
本实用新型的目的使光谱数据采集与分析仪使用的场合更加方便，使PC机大量的光谱数据采集减轻负担，节省时间并使分析计算更为快捷。
一种基于DSP(数字信号处理器)的光谱数据采集分析器，包括光谱接收系统的光谱仪、光电器件、放大A/D转换器和计算机，其特征在于A/D转换器和计算机之间接有数字信号处理器DSP，A/D转换器为数字信号处理器DSP的输入端，计算机为数字信号处理器DSP的输出端，数字信号处理器DSP连接有显示模块。
所述的用DSP对光谱数据进行分析处理的步骤为：
(1)、软件开始，
(2)、软硬件初始化，
(3)、从AD模块读数据，
(4)、计算得到浓度数据，
(5)、是否有数据请求，
(6)、若有进入发送数据，
(7)、发送数据后回到是否有数据请求的否端，一同进入是否退出，若没有数据请求，直接进入是否退出，
(8)、如果退出，进入退出程序；若不退出，进入从AD模块读数据。
所述的软硬件初始化步骤如下：
(1)、开始，
(2)、初始化时钟模块，
(3)、初始化I/O，
(4)、初始PWM电路，
(5)、初始化AD芯片，
(6)、初始化串口，
(7)、初始化变量，
(8)、结束。
本实用新型的主要内容是使用DSP处理器代替通用处理器对光谱数据进行分析处理。DSP芯片，也称数字信号处理器，是一种具有特殊结构的微处理器。使用这种芯片有如下优点：1，通用处理器无法完成密集乘法任务，即使是一些现代的GPP，GPP为图形性能基元，也要求多个指令周期来做一次乘法。而DSP处理器使用专门的硬件来实现单周期乘法。DSP处理器还增加了累加器寄存器来处理多个乘积的和。这将大大提高光谱数据处理的速度。2，传统上，通用处理器使用冯.诺依曼存储器结构。这种结构中，只有一个存储器空间通过一组总线(一个地址总线和一个数据总线)连接到处理器核。通常，做一次乘法会发生4次存储器访问，用掉至少四个指令周期。而DSP芯片采用了哈佛结构，将存储器空间划分成两个，分别存储程序和数据。它们有两组总线连接到处理器核，允许同时对它们进行访问。这种安排将处理器存贮器的带宽加倍，更重要的是同时为处理器核提供数据与指令。这一优点将有效地解决光谱数据庞大，存取数据系统开销过大的问题。3，在开发软件上DSP有整套的指令系统，有助于最大限度的发挥硬件效能，而通用处理器则没有。基于DSP芯片的上述特点，尤其是处理数字信号速度快的特点，我们考虑在DSP中对光谱数据进行分析处理，而只将结果数据传给PC，这样节省了数据传输的时间，提高了系统的运行速度。其具体过程如下：待测的光信号通过光电器件转换为模拟电信号；模拟电信号经过放大后，进行A/D转换，得到数字信号；数字信号在DSP中分析处理，得到结果数据；将结果数据输出到显示模块或传给PC。
本实用新型的效果：
本实用新型已经成功地应用于紫外吸收法机动车尾气NO、C4H6和烟尘道边检测仪中，在此仪器中采用高速DSP对紫外光谱信号进行分析处理，得到各种污染气体的浓度数据，再将浓度数据输出到显示模块或传送给PC。由于节省了传送光谱数据的时间，大大加快了仪器的检测速度，它能在一秒钟内完成NO、C4H6和烟尘检测给出结果。
附图说明
图1为本实用新型总体结构示意图。
图2为本实用新型软件总体流程图。
图3为本实用新型软硬件初始化流程图。
具体实施方式
参见附图，其中1、光谱仪，2、光电器件，3、A/D模块，4、数字信号处理器，5、显示模块，6、计算机，7、用户，8、软件开始，9、软硬件初始化，10、从AD模块谈数据，11、计算得到浓度数据，12、是否有数据请求，13、发送数据，14、是否退出，15、退出程序，16、开始，17、初始化时钟模块，18、初始化I/D，19、初始化PWM电路，20、初始化AD芯片，21、初始化串口，2始化变量，23、结束。
本实用新型已经成功地应用于紫外吸收法机动车尾气NO、C4H6和烟尘道边检测仪中，在此仪器中采用高速DSP对紫外光谱信号进行分析处理，得到各种污染气体的浓度数据，再将浓度数据输出到显示模块或传送给PC。
本实用新型基于数字信号处理器的光谱数据采集分析器使用狭缝式分光光谱仪1，光电器件2，列阵探测器，将A/D转换模块3后的数字信号送入高速数字信号处理器DSP 4，由DSP 4接收测量数据并快速进行浓度反演分析，浓度反演分析软件为现有技术已固化在DSP 4中读取，将计算结果送入显示模块5或传输给计算机6。即DSP 4数字信号处理器和显示器模块5接于A/D转换模块3和计算机6之间。
本装置使用在紫外光谱吸收法道边实时遥测机动车尾气中一氧化氮NO，碳氧化合物C4H6和烟尘的接收装置中。
软件流程用DSP对光谱数据进行分析处理的步骤为：
(1)、软件开始，
(2)、软硬件初始化，
(3)、从AD模块读数据，
(4)、计算得到浓度数据，
(5)、是否有数据请求，
(6)、若有进入发送数据，
(7)、发送数据后回到是否有数据请求的否端，一同进入是否退出，若没有数据请求，直接进入是否退出，
(8)、如果退出，进入退出程序；若不退出，进入从AD模块读数据。
软硬件初始化步骤如下：
(1)、开始，
(2)、初始化时钟模块，
(3)、初始化I/O，
(4)、初始PWM电路，
(5)、初始化AD芯片，
(6)、初始化串口，
(7)、初始化变量，
(8)、结束。
Claims (1)
1、一种基于数字信号处理器DSP的光谱数据采集分析器，包括光谱接收系统的光谱仪、光电器件、放大A/D转换器和计算机，其特征在于A/D转换器和计算机之间接有数字信号处理器DSP，A/D转换器为数字信号处理器DSP的输入端，计算机为数字信号处理器DSP的输出端，数字信号处理器DSP连接有显示模块。
Priority Applications (1)
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| CN 03220012 CN2741040Y (zh) | 2003-02-20 | 2003-02-20 | 基于数字信号处理器dsp的光谱数据采集分析器 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN 03220012 CN2741040Y (zh) | 2003-02-20 | 2003-02-20 | 基于数字信号处理器dsp的光谱数据采集分析器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN2741040Y true CN2741040Y (zh) | 2005-11-16 |
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| CN 03220012 Expired - Fee Related CN2741040Y (zh) | 2003-02-20 | 2003-02-20 | 基于数字信号处理器dsp的光谱数据采集分析器 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN2741040Y (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114924031A (zh) * | 2022-03-15 | 2022-08-19 | 江苏省计量科学研究院(江苏省能源计量数据中心) | 一种机动车尾气遥感监测系统检测装置 |
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2003
- 2003-02-20 CN CN 03220012 patent/CN2741040Y/zh not_active Expired - Fee Related
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