基于ARM-Linux的便携式红外测油仪软硬件设计

摘要

近年来水污染事件的频繁发生，深刻的说明了我国目前水污染形势的严峻。而在导致水污染的污染源中，油类物质一直是重要的污染源。开展水中油类物质检测设备的研究，对于控制油污染，掌握水质情况和保护水资源具有重要意义。目前市面上大多数红外测油仪是上位机和下位机共同完成测油工作，这种结构导致其携带困难，很难实现现场实时检测，便携式红外测油仪不受地域环境的限制，具有广阔的发展前景。
　　本论文设计开发了基于ARM微处理器和嵌入式Linux操作系统的红外测油系统。首先介绍了本系统的硬件设计部分，将整个系统分为光源模块、分光模块、检测模块、信号处理模块、嵌入式模块五个部分，详细地介绍了每个模块的实现方案。
　　接着概述了嵌入式软件开发需要的Bootloader、Linux内核和根文件系统，重点阐述了本系统中红外单色仪驱动程序的设计，分析了Linux内核定时器使用方法，论述了AD驱动和斩波器驱动程序的实现方案。
　　然后基于MiniGUI开发了一套红外测油软件，介绍了MiniGUI在宿主机中的安装和在目标板上的移植，概述了SQLite数据库的移植过程，重点分析了红外测油功能的实现方法，介绍了数据存储和数据打印功能的实现。
　　最后搭建了一套实验测试样机，并对样机的软硬件系统进行测试，验证了本系统用于红外测油领域的可行性。

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1 绪论

1.1 课题背景

1.2 水中油类物质测定方法

1.3 测油仪的发展现状

1.4 红外分光光度法测油原理

1.5 本论文研究的主要内容

2 系统硬件设计

2.1 红外测油仪总体设计

2.2 光源模块设计

2.3 分光模块设计

2.4 检测模块设计

2.5 信号处理模块设计

2.6 嵌入式模块设计

2.7 本章小结

3 Linux驱动程序设计

3.1 嵌入式Linux开发环境搭建

3.2 Linux驱动程序介绍

3.3 红外单色仪驱动的实现

3.4 AD驱动的实现

3.5 斩波器驱动的实现

3.6 本章小结

4 应用程序设计

4.1 MiniGUI介绍

4.2 MiniGUI的安装和移植

4.3 SQLite嵌入式数据库的移植

4.4 基于MiniGUI的应用程序开发

4.5 本章小结

5 系统测试

5.1 测试平台搭建

5.2 测试内容和结果分析

5.3 本章小结

6 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 展望

致谢

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间发表专利目录