一種光譜數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)及其工作和應用方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種光譜數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)及其工作和應用方法，屬于光譜分析儀器【技術(shù)領(lǐng)域】。所述系統(tǒng)包括：主控模塊，用于驅(qū)動傳感模塊，將信號調(diào)理模塊輸出的模擬電壓信號轉(zhuǎn)換為光譜數(shù)據(jù)并輸出到傳輸模塊；傳感模塊，用于在主控模塊的驅(qū)動下對聚焦與其上的光譜信號進行光電轉(zhuǎn)換，得到各像素的模擬電壓信號并順序輸出到信號調(diào)理模塊；信號調(diào)理模塊，用于對傳感模塊輸出的模擬電壓信號進行電壓變換后輸出到主控模塊；傳輸模塊，用于將主控模塊輸出的光譜數(shù)據(jù)傳輸給上位機；供電模塊，用于為系統(tǒng)供電。本發(fā)明提供的光譜數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，適用于微型光譜儀；具有靈活的數(shù)據(jù)傳輸方式，并能通過藍牙組網(wǎng)實現(xiàn)分布式的多點光譜數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)。
【專利說明】一種光譜數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)及其工作和應用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光譜分析儀器【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種光譜數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]光譜儀是根據(jù)物質(zhì)的特征光譜吸收/輻射來分析樣品顏色或化學成分的重要分析儀器，在環(huán)境監(jiān)測、食品衛(wèi)生、生物醫(yī)藥、石化冶金等領(lǐng)域有著廣泛的用途。
[0003]傳統(tǒng)的光譜儀不僅體積龐大，而且使用條件苛刻、造價昂貴，只能限制在實驗室中使用。與之相對的，微小型光譜儀具有體積小、便于攜帶和使用簡單等優(yōu)點，而且其光譜分辨率足以滿足一般應用領(lǐng)域的測量要求，因此特別適合于現(xiàn)場和在線的快速檢測。微小型化已經(jīng)成為光譜儀發(fā)展的必然趨勢。
[0004]目前，為了實現(xiàn)光譜儀的微小型化，除了在光機結(jié)構(gòu)上盡量緊湊外，采用的主要技術(shù)手段為采用盡可能小的光譜儀電路系統(tǒng)?，F(xiàn)有技術(shù)中，微小型光譜儀的電路系統(tǒng)多是采用由CXD芯片、FPGA芯片、A/D轉(zhuǎn)換芯片和傳輸芯片組成的傳統(tǒng)實現(xiàn)方式。
[0005]在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題:
[0006]現(xiàn)有技術(shù)中，采用傳統(tǒng)電路實現(xiàn)方式的微小型光譜儀電路，特征尺寸在80毫米到150毫米之間，且難以進一步縮小，無法滿足特征尺寸僅為40毫米到60毫米的新一代微小型光譜儀的要求。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]為了解決基于CCD傳感器和FPGA芯片的光譜儀的體積較大、時序驅(qū)動復雜，靈活性差，難以應用于對集成度要求高的系統(tǒng)中進行檢測的問題，本發(fā)明實施例提供了一種光譜數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)。所述技術(shù)方案如下:
[0008]第一方面，本發(fā)明提供一種光譜數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:
[0009]主控模塊，與傳感模塊、信號調(diào)理模塊、傳輸模塊和供電模塊相連；用于產(chǎn)生時序信號，并用產(chǎn)生的時序控制信號驅(qū)動所述傳感模塊；還用于將所述信號調(diào)理模塊輸出的模擬電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，得到光譜數(shù)據(jù)，并將所述光譜數(shù)據(jù)輸出到所述傳輸模塊；
[0010]所述傳感模塊，與所述主控模塊、所述信號調(diào)理模塊和所述供電模塊相連；用于在所述主控模塊的驅(qū)動下對聚焦與其上的光譜信號進行光電轉(zhuǎn)換，得到各像素的模擬電壓信號，并順序輸出各像素的模擬電壓信號到所述信號調(diào)理模塊；
[0011]所述信號調(diào)理模塊，與所述主控模塊、所述傳感模塊和所述供電模塊相連；用于對所述傳感模塊輸出的模擬電壓信號進行電壓變換，并將變換后的模擬電壓信號輸出到所述主控模塊；
[0012]所述傳輸模塊，與所述主控模塊相連，用于將所述主控模塊輸出的光譜數(shù)據(jù)傳輸給上位機；
[0013]所述供電模塊，與所述主控模塊、所述傳感模塊和所述信號調(diào)理模塊相連，用于為所述系統(tǒng)供電。[0014]進一步地，所述光譜數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)中的主控模塊還用于調(diào)節(jié)所述傳感模塊的積分時間；
[0015]所述光譜數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)還包括液晶觸摸模塊；所述液晶觸摸模塊與所述主控模塊相連，用于在系統(tǒng)脫機時顯示數(shù)據(jù)；
[0016]所述光譜數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)中的主控模塊具體包括ARM芯片；
[0017]所述光譜數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)中的傳感模塊具體包括CMOS圖像傳感器；
[0018]所述光譜數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)中的信號調(diào)理模塊包括電壓跟隨電路和減法電路；
[0019]所述光譜數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)中的供電模塊包括穩(wěn)壓單元和濾波單元；
[0020]所述光譜數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)中的傳輸模塊包括USB接口模塊或藍牙模塊；相應地，所述供電模塊采用USB供電方式或電池供電方式。
[0021]第二方面，本發(fā)明提供一種光譜數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)的工作方法，所述方法包括:
[0022]步驟A:系統(tǒng)初始化，進行各模塊的自檢，若出現(xiàn)問題，則向上位機報告；若沒有問題則在初始化完畢后進入等待上位機發(fā)送協(xié)議包狀態(tài)，待接收到上位機發(fā)送的協(xié)議包后執(zhí)行步驟B ；
[0023]步驟B:解析所述接收到的上位機發(fā)送的協(xié)議包，提取其中的藍牙協(xié)議包，根據(jù)上述藍牙協(xié)議包中的內(nèi)容判斷自身是否為目的設(shè)備，是則配置相應的直接內(nèi)存存儲DMA，結(jié)束；否則執(zhí)行步驟C ;
[0024]步驟C:進一步解析協(xié)議包，提取出其中的CMOS配置協(xié)議包，根據(jù)所述CMOS配置協(xié)議包中的內(nèi)容配置傳感器，采集光譜數(shù)據(jù)，并將采集到的光譜數(shù)據(jù)返回給上位機進行分析處理。
[0025]進一步地，所述光譜數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)的工作方法中所述上位機發(fā)送的協(xié)議包包括:藍牙協(xié)議包、CMOS配置協(xié)議包和基本包；其中，所述藍牙協(xié)議包中包括:目的地址、跳數(shù)和下一跳地址；所述CMOS配置協(xié)議包中包括:采集方式、分辨率模式、積分時間和CMOS啟停狀態(tài)；所述基本包中包括起始位、校驗位和停止位。
[0026]第三方面，本發(fā)明提供一種分布式的多點光譜數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)由上位機和多個采用本發(fā)明提供的光譜數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)的光譜儀設(shè)備節(jié)點組成，所述上位機通過藍牙控制所述多個光譜儀設(shè)備節(jié)點。
[0027]進一步地，所述分布式的多點光譜數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)中每個光譜儀設(shè)備節(jié)點都具有MAC地址和靜態(tài)路由表,所述MAC地址和所述靜態(tài)路由表在每個光譜儀被添加入所述網(wǎng)絡(luò)時被設(shè)置；
[0028]所述靜態(tài)路由表中包括藍牙協(xié)議包，所述藍牙協(xié)議包中包括目的地址、跳數(shù)和下一跳地址。
[0029]第四方面，本發(fā)明提供一種分布式的多點光譜數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)中上位機發(fā)送數(shù)據(jù)到目的設(shè)備的方法，所述方法包括:上位機檢測靜態(tài)路由表，判斷其與目的設(shè)備是否直接相連，是則直接發(fā)送數(shù)據(jù)到目的設(shè)備，結(jié)束，否則上位機將數(shù)據(jù)發(fā)送至下一跳地址所在的設(shè)備；接收到數(shù)據(jù)的設(shè)備讀取藍牙協(xié)議包并提取其中目的地址，判斷自身是否為目的設(shè)備，是則結(jié)束；否則將數(shù)據(jù)繼續(xù)發(fā)送至下一跳地址，直至數(shù)據(jù)到達目的設(shè)備。
[0030]進一步地，所述上位機判斷其與目的設(shè)備是否直接相連包括:上位機計算將數(shù)據(jù)發(fā)送到目的設(shè)備所需經(jīng)過的節(jié)點的個數(shù)，判斷計算結(jié)果是否為0，是則所述上位機與目的設(shè)備直接相連，否則所述上位機與目的設(shè)備不直接相連；
[0031]所述接收到數(shù)據(jù)的設(shè)備判斷自身是否為目的設(shè)備具體包括:所述接收到數(shù)據(jù)的設(shè)備判斷所述目的地址是否與自身的MAC地址相同，是則所述接收到數(shù)據(jù)的設(shè)備是目的設(shè)備，否則所述接收數(shù)據(jù)的設(shè)備不是目的設(shè)備。
[0032]本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是:
[0033]本發(fā)明提供的光譜數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)以ARM為主芯片，外圍電路簡單；以CMOS傳感器為光譜接收芯片，尺寸很小，因此整個系統(tǒng)尺寸僅為50*30mm，結(jié)構(gòu)十分緊湊，真正適合微型光譜檢測需要;并且本發(fā)明提供的光譜數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)具有靈活的數(shù)據(jù)傳輸方式，
可通過USB接口、藍牙接口傳輸至電腦、手機、PDA等上位機進行顯示分析，并預留FSMC IXD接口支持脫機光譜數(shù)據(jù)顯示；運用本發(fā)明提供的光譜數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)，可通過藍牙組網(wǎng)實現(xiàn)分布式的多點光譜數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0034]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0035]圖1是本發(fā)明實施例一中提供的一種光譜數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖2是本發(fā)明實施例一中提供的一種光譜數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)的信號調(diào)理模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖3是本發(fā)明實施例一中提供的一種光譜數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)的供電模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖4是本發(fā)明實施例一中提供的采用STM32的FSMC控制器驅(qū)動液晶觸摸屏的驅(qū)動電路；
[0039]圖5是本發(fā)明實施例二中提供的分布式的多點光譜數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)的示意圖；
[0040]圖6是本發(fā)明實施例二中提供的藍牙協(xié)議包的格式示意圖；
[0041]圖7是本發(fā)明實施例二中提供的分布式的多點光譜數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)中上位機發(fā)送數(shù)據(jù)到目的設(shè)備的方法流程圖；
[0042]圖8是本發(fā)明實施例三中提供的一種光譜數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)的工作方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0043]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方式作進一步地詳細描述。
[0044]實施例一
[0045]圖1是本發(fā)明實施例一中提供的一種光譜數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)的示意圖。參見圖1，該系統(tǒng)包括:
[0046]主控模塊11:與傳感模塊12、信號調(diào)理模塊13、傳輸模塊14和供電模塊15相連，用于產(chǎn)生時序控制信號，并用產(chǎn)生的時序控制信號驅(qū)動傳感模塊12 ;還用于將信號調(diào)理模塊13輸出的模擬電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，得到光譜數(shù)據(jù)，并將轉(zhuǎn)換得到的光譜數(shù)據(jù)輸出到傳輸模塊14 ；
[0047]進一步地，主控模塊11還用于調(diào)節(jié)傳感模塊12的積分時間，以適應不同強弱的光
譜信號；
[0048]本實施例中，主控模塊11具體為ARM芯片，該ARM芯片通過定時器產(chǎn)生驅(qū)動傳感模塊12的時序控制信號，用自帶的A/D模塊對信號調(diào)理模塊輸出的模擬電壓信號進行A/D轉(zhuǎn)換；優(yōu)選地,可采用意法半導體公司的基于ARM Cortex-M內(nèi)核的32位微控器芯片STM32F103 ；
[0049]本實施例中，由于采用自帶A/D轉(zhuǎn)換模塊的ARM芯片，因此不需要額外的A/D轉(zhuǎn)換芯片，而現(xiàn)有技術(shù)中采用的FPGA芯片不具備A/D轉(zhuǎn)換功能，需得配合A/D轉(zhuǎn)換芯片進行工作，相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明可以節(jié)省電路空間，保證系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的緊湊性。
[0050]傳感模塊12，與主控模塊11、信號調(diào)理模塊13和供電模塊14相連，用于在主控模塊11的驅(qū)動下對聚焦于其上的光譜信號進行光電轉(zhuǎn)換，得到各像素的模擬電壓信號，并順序輸出各像素的模擬電壓信號到信號調(diào)理模塊13 ；
[0051]本實施例中，傳感模塊12具體包括:CM0S圖像傳感器；優(yōu)選地，可采用DynamaxImaging公司的ELIS-1024線陣圖像傳感器，該傳感器具有1*1024個像素。
[0052]信號調(diào)理模塊13,與主控模塊11、傳感模塊12和供電模塊14相連,用于對傳感模塊輸出的模擬電壓信號進行電壓變換，并將變換后的模擬電壓信號輸出到主控模塊11 ;
[0053]本實施例中，傳感模塊12輸出的模擬電壓信號的電壓范圍在2.1伏至4.8伏之間，為了匹配主控模塊11自帶的A/D模塊O伏至3.3伏的轉(zhuǎn)換范圍，需要采用信號調(diào)理模塊13對傳感模塊12輸出的模擬電壓信號進行電壓變換；
[0054]參見圖2，信號調(diào)理模塊13包括電壓跟隨電路131和減法電路132 ;優(yōu)選地，信號調(diào)理模塊13采用軌對軌雙運放芯片TLC2272。
[0055]傳輸模塊14，與主控模塊11相連，用于將主控模塊11輸出的光譜數(shù)據(jù)傳輸給上位機；
[0056]本實施例中，傳輸模塊包括藍牙模塊；優(yōu)選地，藍牙模塊可采用CSR公司BC417芯片，該芯片可支持傳輸模塊14與主控模塊11之間進行USB通信；
[0057]傳輸模塊還可以包括USB接口模塊；
[0058]上位機是一個終端機，包括電腦、手機、平板電腦等智能終端設(shè)備，上位機與可該系統(tǒng)進行USB通信或藍牙通信，接收傳輸模塊14發(fā)送的光譜數(shù)據(jù)。
[0059]供電模塊15,與主控模塊11、傳感模塊12和信號調(diào)理模塊13相連,用于為該系統(tǒng)供電；
[0060]本實施例中，參見圖3，供電模塊15包括穩(wěn)壓單元151和濾波單元152 ;供電模塊15的輸入可米用USB供電或者電池供電方式,經(jīng)穩(wěn)壓單兀151和濾波單兀152后輸出5伏或3.3伏的電壓，以滿足主控模塊11、傳感模塊12等對不同電壓的需求。
[0061 ] 進一步地，該系統(tǒng)還可以包括液晶觸摸模塊16，液晶控制模塊16與主控模塊11相連，用于在系統(tǒng)脫機時顯示數(shù)據(jù)；
[0062]本實施例中，液晶觸摸模塊16包括液晶觸摸屏和控制器，由控制器驅(qū)動液晶觸摸屏；優(yōu)選地，可采用STM32的FSMC控制器，采用STM32的FSMC控制器驅(qū)動液晶觸摸屏的驅(qū)動電路如圖4所示，F(xiàn)SMC的LCD_CS管腳、LCD_RS管腳、LCD_RD管腳、LCD_WR管腳、RESET管腳、T_SCK管腳、LCD_BL管腳、T_CS管腳、T_MISO管腳、T_MOSI管腳以及T_PEN管腳與液晶觸摸屏相連，并通過16位數(shù)據(jù)線與液晶觸摸屏進行數(shù)據(jù)傳輸。
[0063]本發(fā)明實施例一靈活的數(shù)據(jù)傳輸方式，可通過USB接口、藍牙接口傳輸至電腦、手機、PDA等上位機進行顯示分析，并預留FSMC LCD接口支持脫機光譜數(shù)據(jù)顯示；運用本發(fā)明提供的光譜數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)，可通過藍牙組網(wǎng)實現(xiàn)分布式的多點光譜數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)。
[0064]實施例二
[0065]本發(fā)明實施例二提供由采用實施例一中所述的光譜數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)的光譜儀和上位機組成的分布式的多點光譜數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)、組建所述分布式的多點光譜數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)的方法以及所述分布式的多點光譜數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)中上位機發(fā)送數(shù)據(jù)到目的設(shè)備的方法。
[0066]如實施例一中所述，采用實施例一中提供的光譜數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)的光譜儀可與上位機之間通過藍牙傳輸數(shù)據(jù)。進一步地，通過藍牙的無線組網(wǎng)，可組成如圖5所示的分布式的多點光譜數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)多臺光譜儀的數(shù)據(jù)采集與解析，以滿足多點光譜檢測需要。
[0067]在如圖5所示的分布式的多點光譜數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)中，每一個節(jié)點代表一個光譜儀，由上位機通過藍牙控制通信范圍內(nèi)的節(jié)點，或者通過主節(jié)點控制超過通信范圍的節(jié)點。每個節(jié)點都具有MAC地址及靜態(tài)路由表，該靜態(tài)路由表中主要包括記錄與本節(jié)點互聯(lián)的節(jié)點設(shè)備的藍牙協(xié)議包。
[0068]藍牙協(xié)議包的格式如圖6所示，其中，跳數(shù)表述為上位機發(fā)送信息到目的設(shè)備所需經(jīng)過的節(jié)點的個數(shù)，如果上位機和目的設(shè)備直接相連則跳數(shù)為O ;下一跳地址表述為上位機向目的設(shè)備發(fā)送消息時決定信息將發(fā)送到哪一個節(jié)點設(shè)備進行轉(zhuǎn)發(fā)的節(jié)點設(shè)備的MAC地址，如果下一個節(jié)點設(shè)備為目的設(shè)備，則下一跳地址為空。
[0069]組建所述分布式的多點光譜數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)的方法具體包括:1)新添加的微型光譜儀設(shè)備節(jié)點需要手動添加入網(wǎng)絡(luò)，包括MAC地址、藍牙設(shè)備名稱以及添加數(shù)量，不允許自動增加非法節(jié)點；2)更新各節(jié)點路由表,主從節(jié)點之間通過路由來配對連接,在次節(jié)點無法直接與上位機通信的情況下，需要通過主節(jié)點來輔助完成通信，此時的主節(jié)點通過DMA(Direct Memory Access,直接內(nèi)存存儲)方式發(fā)送數(shù)據(jù),而不會影響其自身的工作。
[0070]參見圖7，上述分布式的多點光譜數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)中上位機發(fā)送數(shù)據(jù)到目的設(shè)備的方法具體包括:
[0071]步驟301:上位機檢測靜態(tài)路由表，計算與目的設(shè)備的距離即跳數(shù)；
[0072]步驟302:上位機根據(jù)計算出的跳數(shù)判斷其是否與目的設(shè)備直接相連，是則執(zhí)行步驟303，否則執(zhí)行步驟304 ；
[0073]具體地，步驟303包括:上位機判斷計算出的跳數(shù)是否為0，是則上位機與目的設(shè)備直接相連，執(zhí)行步驟303，否則上位機不與目的設(shè)備直接相連，執(zhí)行步驟304 ；
[0074]步驟303:上位機直接發(fā)送數(shù)據(jù)給目的設(shè)備，通信過程結(jié)束；
[0075]步驟304:上位機將數(shù)據(jù)發(fā)送至下一跳地址所在設(shè)備；
[0076]步驟305:當前設(shè)備讀取藍牙協(xié)議包并提取目的地址，判斷其是否為目的設(shè)備，是則通信過程結(jié)束，否則執(zhí)行步驟306 ；
[0077]步驟306:當前設(shè)備將數(shù)據(jù)繼續(xù)發(fā)送至下一跳地址所在設(shè)備，返回執(zhí)行步驟305。[0078]具體地，本實施例中，將信息內(nèi)容當前所在的設(shè)備稱為當前設(shè)備。
[0079]本發(fā)明實施例二通過運用靈活的數(shù)據(jù)傳輸方式，可通過USB接口、藍牙接口傳輸至電腦、手機、PDA等上位機進行顯示分析，并預留FSMC IXD接口支持脫機光譜數(shù)據(jù)顯示；運用本發(fā)明提供的光譜數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)，可通過藍牙組網(wǎng)實現(xiàn)分布式的多點光譜數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)。
[0080]實施例三
[0081]本發(fā)明實施例三提供一種光譜數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)的工作方法。參見圖8，所述方法具體包括:
[0082]步驟401:系統(tǒng)初始化，進行各模塊的自檢，若出現(xiàn)問題，則向上位機報告；若沒有問題則在初始化完畢后執(zhí)行步驟402 ；
[0083]步驟402:等待接收上位機發(fā)送的協(xié)議包，待接收到上位機發(fā)送的協(xié)議包后執(zhí)行步驟403 ；
[0084]具體地，上位機發(fā)送的協(xié)議包包括:藍牙協(xié)議包、CMOS配置協(xié)議包和基本包；
[0085]其中，藍牙協(xié)議包中包括目的地址、跳數(shù)和下一跳地址；
[0086]CMOS配置協(xié)議包中包括采集方式、分辨率模式、積分時間以及CMOS啟停狀態(tài)等內(nèi)容；
[0087]基本包中包括起始位、校驗位和停止位。
[0088]步驟403:解析協(xié)議包，提取出其中的藍牙協(xié)議包；
[0089]步驟404:根據(jù)藍牙協(xié)議包中的內(nèi)容判斷自身是否為目的設(shè)備，是則執(zhí)行步驟406，否則執(zhí)行步驟405 ；
[0090]步驟405:配置相應的DMA，結(jié)束；
[0091]步驟406:進一步解析協(xié)議包，提取出其中的CMOS配置協(xié)議包；
[0092]步驟407:根據(jù)CMOS配置協(xié)議包中的內(nèi)容配置傳感器，并進行光譜數(shù)據(jù)采集；
[0093]步驟408:將采集到的光譜數(shù)據(jù)返回給上位機進行分析處理，結(jié)束。
[0094]本發(fā)明實施例二通過運用靈活的數(shù)據(jù)傳輸方式，可通過USB接口、藍牙接口傳輸至電腦、手機、PDA等上位機進行顯示分析，并預留FSMC IXD接口支持脫機光譜數(shù)據(jù)顯示；運用本發(fā)明提供的光譜數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)，可通過藍牙組網(wǎng)實現(xiàn)分布式的多點光譜數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)。
[0095]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)上述實施例的全部或部分步驟可以通過硬件來完成，也可以通過程序來指令相關(guān)的硬件完成，所述的程序可以存儲于一種計算機可讀存儲介質(zhì)中，上述提到的存儲介質(zhì)可以是只讀存儲器，磁盤或光盤等。
[0096]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種光譜數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括: 主控模塊，與傳感模塊、信號調(diào)理模塊、傳輸模塊和供電模塊相連；用于產(chǎn)生時序信號，并用產(chǎn)生的時序控制信號驅(qū)動所述傳感模塊；還用于將所述信號調(diào)理模塊輸出的模擬電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，得到光譜數(shù)據(jù)，并將所述光譜數(shù)據(jù)輸出到所述傳輸模塊； 所述傳感模塊，與所述主控模塊、所述信號調(diào)理模塊和所述供電模塊相連；用于在所述主控模塊的驅(qū)動下對聚焦與其上的光譜信號進行光電轉(zhuǎn)換，得到各像素的模擬電壓信號，并順序輸出各像素的模擬電壓信號到所述信號調(diào)理模塊； 所述信號調(diào)理模塊，與所述主控模塊、所述傳感模塊和所述供電模塊相連；用于對所述傳感模塊輸出的模擬電壓信號進行電壓變換，并將變換后的模擬電壓信號輸出到所述主控模塊； 所述傳輸模塊，與所述主控模塊相連，用于將所述主控模塊輸出的光譜數(shù)據(jù)傳輸給上位機； 所述供電模塊，與所述主控模塊、所述傳感模塊和所述信號調(diào)理模塊相連，用于為所述系統(tǒng)供電。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述主控模塊還用于調(diào)節(jié)所述傳感模塊的積分時間。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括液晶觸摸模塊；所述液晶觸摸模塊與所述主控模塊相連，用于在系統(tǒng)脫機時顯示數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述主控模塊具體包括ARM芯片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感模塊具體包括CMOS圖像傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述信號調(diào)理模塊包括電壓跟隨電路和減法電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述供電模塊包括穩(wěn)壓單元和濾波單元。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述傳輸模塊包括USB接口模塊或藍牙模塊； 相應地，所述供電模塊采用USB供電方式或電池供電方式。
9.如權(quán)利要求1所述的光譜數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)的工作方法，其特征在于，包括: 步驟A:系統(tǒng)初始化，進行各模塊的自檢，若出現(xiàn)問題，則向上位機報告；若沒有問題則在初始化完畢后進入等待上位機發(fā)送協(xié)議包狀態(tài)，待接收到上位機發(fā)送的協(xié)議包后執(zhí)行步驟B; 步驟B:解析所述接收到的上位機發(fā)送的協(xié)議包，提取其中的藍牙協(xié)議包，根據(jù)上述藍牙協(xié)議包中的內(nèi)容判斷自身是否為目的設(shè)備，是則配置相應的直接內(nèi)存存儲DMA，結(jié)束；否則執(zhí)行步驟C ； 步驟C:進一步解析協(xié)議包，提取出其中的CMOS配置協(xié)議包，根據(jù)所述CMOS配置協(xié)議包中的內(nèi)容配置傳感器，采集光譜數(shù)據(jù)，并將采集到的光譜數(shù)據(jù)返回給上位機進行分析處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述上位機發(fā)送的協(xié)議包包括:藍牙協(xié)議包、CMOS配置協(xié)議包和基本包。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述藍牙協(xié)議包中包括:目的地址、跳數(shù)和下一跳地址。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述CMOS配置協(xié)議包中包括:采集方式、分辨率模式、積分時間和CMOS啟停狀態(tài)。
13.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述基本包中包括起始位、校驗位和停止位。
14.運用如權(quán)利要求1所述的光譜數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)組成的分布式的多點光譜數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)由上位機和多個光譜儀設(shè)備節(jié)點組成，所述上位機通過藍牙控制所述多個光譜儀設(shè)備節(jié)點。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，每個光譜儀設(shè)備節(jié)點都具有MAC地址和靜態(tài)路由表，所述MAC地址和所述靜態(tài)路由表在每個光譜儀被添加入所述網(wǎng)絡(luò)時被設(shè)置。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述靜態(tài)路由表中包括藍牙協(xié)議包，所述藍牙協(xié)議包中包括目的地址、跳數(shù)和下一跳地址。
17.如權(quán)利要求14所述的網(wǎng)絡(luò)中上位機發(fā)送數(shù)據(jù)到目的設(shè)備的方法，其特征在于，包括:上位機檢測靜態(tài)路由表，判斷其與目的設(shè)備是否直接相連，是則直接發(fā)送數(shù)據(jù)到目的設(shè)備，結(jié)束，否則上位機將數(shù)據(jù)發(fā)送至下一跳地址所在的設(shè)備；接收到數(shù)據(jù)的設(shè)備讀取藍牙協(xié)議包并提取其中目的地址，判斷自身是否為目的設(shè)備，是則結(jié)束；否則將數(shù)據(jù)繼續(xù)發(fā)送至下一跳地址，直至數(shù)據(jù)到達目的設(shè)備。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述上位機判斷其與目的設(shè)備是否直接相連包括:上位機計算將數(shù)據(jù)發(fā)送到目的設(shè)備所需經(jīng)過的節(jié)點的個數(shù)，判斷計算結(jié)果是否為0，是則所述上位機與目的設(shè)備直接相連，否則所述上位機與目的設(shè)備不直接相連。
19.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述接收到數(shù)據(jù)的設(shè)備判斷自身是否為目的設(shè)備具體包括:所述接收到數(shù)據(jù)的設(shè)備判斷所述目的地址是否與自身的MAC地址相同，是則所述接收到數(shù)據(jù)的設(shè)備是目的設(shè)備，否則所述接收數(shù)據(jù)的設(shè)備不是目的設(shè)備。
【文檔編號】G01J3/28GK103674248SQ201310601703
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月22日
【發(fā)明者】林慧, 龍光乾, 張國棟 申請人:深圳先進技術(shù)研究院