[发明专利]一种基于OMAP-L137的便携式静态傅里叶变换光谱仪

说明书

技术领域

本发明是应用于室外光谱测量和分析领域中，具体地涉及一种基于OMAP-L137的便携式静态傅里叶变换光谱仪。

背景技术

随着电子信息技术的高速发展，高性能、小体积、低功耗嵌入式系统的出现很好的克服了傅里叶变换光谱仪采集数据量大、处理运算复杂的特点，并且为仪器向小型化、智能化的发展提供了有力的技术保障。

目前，傅里叶变换光谱仪与光栅色散型光谱仪相比，有高光通量、高波长精度、宽光谱测量范围的优势，是近红外、中红外、远红外以及亚毫米波段最有力、最通用的光谱仪器。其中，全反射结构傅里叶变换光谱仪与透射结构傅里叶变换光谱仪相比，有光谱测量范围更宽、无需红外透镜、无色差等突出优点。参考现有技术中的，例如，一种便携式宽光谱傅立叶变换光谱仪，属于光谱测量技术领域。它包括光学结构、线阵CCD和数据采集系统，光学结构包括反射镜、针孔滤波器和改进型菲涅尔双面镜，在反射镜至线阵CCD的光路上，依次为反射镜、针孔滤波器、改进型菲涅尔双面镜和线阵CCD；所述针孔滤波器位于所述的反射镜的焦点上，针孔滤波器出射的光束全部落在所述的改进型菲涅尔双面镜上；线阵CCD与数据采集系统连接；数据采集系统采用“等光程差双曲线族”模型和“多像素抽取法”，对线阵CCD获得的干涉图数据进行处理，获得光谱。

现有技术中的傅立叶变换光谱仪不够智能，而且功耗也不是很低；因此高性能、小体积、低功耗，小型化、智能化的傅立叶变换光谱仪的出现是很必要的。

发明内容

本发明就是针对上述问题，弥补现有技术的不足，提供一种基于OMAP-L137的便携式静态傅里叶变换光谱仪，本发明具有高性能、小体积、低功耗，小型化、智能以及便携式；而且能够进行大量数据的采集和复杂运算的处理。

为实现本发明的上述目的，本发明采用如下技术方案。

本发明一种基于OMAP-L137的便携式静态傅里叶变换光谱仪，其中包括电源模块、温度控制模块、光谱数据采集模块、存储器扩展模块、人机交互模块、功能扩展模块和CPLD模块；其结构要点是：温度控制模块内部设置有温控输出电路、电热外壳、温度外壳、温度传感器、AD7710，它们依次电连接；人机交互模块内部设置有AD7843和与起电连接的触摸屏控制器、LCD显示屏AT050TN22，温度控制模块和人机交互模块通过设置的SPI1接口模块与OMAP-137主控芯片电连接进行通信；光谱数据采集模块内部设置有光学系统线阵CCD、SPI0接口、ADSI178、OPA4348，它们依次电连接通过设置的SPI0接口与OMAP-137主控芯片进行通信；同时OMAP-137主控芯片外部还设置有USBOTG接口、USBHOST接口、RS232串口、RMI以太网接口构成功能扩展模块；最后的存储扩展模块内部设置有FLASH扩展K9W4G08U1M、MMC/SD内存卡接口、SDRAM扩展MT48LC16M16。

作为本发明的一种优选方案，所述CPLD模块是作为操作外设、地址译码、管脚复用等逻辑操作地模块。

作为本发明的另一种优选方案，所述OMAP-137主控芯片是采用TI公司最新推出针对工业控制领域的高精度浮点运算双核控制器，包括一个ARM926EJ-S?和一个C674xDSP核，综合了ARM和DSP各自在控制能力和高精度计算速度上的优势。

进一步地，OMAP-137主控芯片还设置有丰富的外设包括：2个I²C总线接口，2个SPI总线接口，3个UART接口，2个可扩展各种外部存储设备和总线接口的EMIFA和EMIFB，LCD控制器，3个EPWM模块，USB1.1OHCI，USB2.0OTG端口，RTC。

作为本发明的又一种优选方案，所述光谱数据采集模块由线阵CCD探测器、信号放大电路、A/D转换芯片组成，其中A/D转换芯片采用ADS1178，它是具有8通道、16位采集精度和SPI总线接口的A/D控制芯片，可以十分方便的采集多通道光谱数据并与同样具有SPI总线接口的OMAP-L137双核控制器直接相连接；为了保证采样的实时性，这里的ADS1178以3针传输模式（CLK、SIMO、SOMI）单独与SPI0接口相连，AD的输入端则是由两个型号为OPA4348的运算放大器组成的信号放大电路，起到调理信号的作用。

另外，所述人机交互模块的LCD显示屏AT050TN22包括LCD控制器、LCD显示器、触摸屏控制器，通过彩色液晶屏显示采集的光谱图和进行各种处理的结果。