双能X射线安检设备的数据采集与成像方法研究

摘要

当今社会，人们对交通运输安全性的重视越来越高，快速不开箱的X射线安检设备已经成为机场、火车站等交通口岸必不可少的安全检查工具。日益严峻的国际安全形势和种类繁多的犯罪手段使人们安检设备的性能有了更高的要求。
　　本论文是对基于千兆网络传输的新型高密安检设备的研究，主要研究前端探测电路的数据采集方案，并根据其对传输带宽和传输方向的要求，设计与之相匹配的千兆以太网传输模块，解决透射数据传输中的丢帧问题，最终在上位机获得完整的扫描图像。
　　论文中首先介绍了课题来源和研究现状，阐述了X射线的物理特性、与物质间的相互作用以及安检成像的基本原理，为研究X射线安检系统提供了理论依据。然后介绍了高密安检系统中的电路设计方案，主要有前端探测的Ⅰ-Ⅴ转换电路，采集板上的程控调节电路和传输板上的网络数据收发电路，重点研究的是传输板网络层、物理层芯片的接口设计以及网络通信中TCP/IP协议的实现。
　　安检系统中各模块功能通过FPGA来实现，论文主要介绍了传输板上透射数据接收、缓存与发送模块的设计，以及传输板与上位机之间的数据收发模块和协议解析模块的实现。为了保证数据传输的可靠性，论文中采用了应用层差错控制方法，并给出了具体的实施方案。论文最后提出了改善上位机软件成像的几种方法并讨论了双能安检系统中的物质分类方法。