矿物二向性反射光谱测量控制系统研制

摘要

最近几年来,中国的航天事业飞速发展,包括载人航天以及月球探测等航天重大科技工程都取得了突破性的进展。获取月球表面的矿物岩石特征一直是月球探测的重要目标,矿物二向性反射光谱测量控制系统正是用于控制矿物光谱信息的测量,识别月表物质成分类型的控制应用系统,通过对该系统的加工研制有利于进一步提高我国对月表的科学认识和研究。
　　 本文讨论了矿物二向性反射光谱测量控制系统的软硬件实现过程,重点分析了控制系统的总体框架设计、硬件方案的设计与实现、TCP/IP协议栈的设计与实现、驱动程序和上层应用软件的设计与实现。首先根据实际应用需求给出了矿物二向性反射光谱测量控制系统研制的总体框架设计,对比分析几种不同的芯片的特性和优缺点确定了主要芯片的选型并确立了最终的系统设计方案。然后分块讨论了系统的硬件电路设计,包括以太网接口模块、外存扩展电路模块、步进电机控制电路模块和电源模块,并分别给出各个模块的原理图设计和说明、相关芯片的介绍,板卡的PCB图设计、电路板的焊接和调试。接着讨论了TCP/IP协议栈的实现过程,分别讨论了每一层的工作原理、功能裁剪和实现过程。最后描述了上层软件实现原理和方法,实现了对系统的控制。
　　 调试的结果表明,矿物二向性反射光谱测量控制系统的研制达到了预期的功能要求,计算机实现了与单片机之间的通信,并通过上层应用软件界面操作单片机对步进电机的控制,最终完成了通过电机控制旋转台的转动实现探测器在不同角度的探测,用于识别不同的矿物类型和成分。