重庆大学硕士学位论文

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1、重庆大学硕士学位论文高能X射线工业CT数据采集与传输系统研究硕士研究生：徐利兵指导老师：王珏研究员学科、专业：模式识别与智能系统重庆大学自动化学院二OO七年四月MasterDissertationofChongqingUniversityStudyonDataAcquisitionandTransmissionSysteminHighEnergyX-RayIndustrialComputedTomographySystemMasterCandidate:XuLibingSupervisor:Prof.

2、WangJueMajor:PatternRecognition&IntelligentSystemCollegeofAutomationChongqingUniversityApril2007重庆大学硕士毕业论文中文摘要摘要工业CT，即工业计算机断层扫描成像，是一种先进的无损检测技术，具有综合性强、系统复杂、技术性能指标优异等特点，在航空航天、国防军工以及民用工业领域具有广泛的用途。工业CT系统通常由射线源系统、探测系统、数据采集系统、机械扫描运动系统、控制系统、计算机图像重建与处理系统等部分组成。而

3、高能X射线环境下的工业CT数据采集与传输系统隶属于数据采集系统，与其他采集与数据传输系统相比，它不仅具有多点阵列实时数据采集，还带来了强核辐射、高电磁干扰和长距离传输等技术难题。因此，论文的研究重点是透彻分析系统和现场环境特性，认真总结现有系统优缺点，面向阵列式探测系统，解决数据实时采集、可靠传输以及安全存储等难题。本文在深入研究工业CT系统国内外发展现状、结构以及各部分基本功能的基础上，分析开发高能X射线工业CT数据采集与传输系统的重要性和必要性，汲取现有系统开发中的经验教训，并以重庆大学ICT研究

4、中心研制的CD-650BXR高能直线加速器X射线工业CT系统为科研背景，提出一套基于嵌入式平台的采用实时数据采集非实时数据传输机制的数据采集与传输系统。该系统利用FPGA进行探测数据的实时采集与缓存，通过ARM平台下的Linux系统实现数据的排序与分包以及TCP协议下客户端数据的传输，并在Windows平台下通过TCP协议可靠接收和发送采集数据，实现数据的安全存储。针对系统的设计指标、工作环境和现有系统存在的问题，设计了高能X射线工业CT数据采集与传输系统的软硬件平台，并给出了具体的系统框架、工作流程

5、和关键技术的解决方案。同时，以Atmel公司的ARM9芯片AT91RM9200和Altera公司的FPGA芯片EP1C6Q240C8为核心实现了系统的硬件逻辑和电路设计。通过Windows和Linux操作系统下的联合编程，完成了ARMLinux下的采集驱动程序设计、Linux下的服务应用程序设计以及PCwindows下的采集软件设计工作。最后，基于本论文开发的系统平台，针对系统的实时性、快速性、可靠性与稳定性做了大量实验和结果分析，并与现有系统进行了全面的性能比较。实验表明，高能X射线工业CT数据采集

6、与传输系统不仅能有效的解决高电磁干扰、强核辐射环境下的多点实时数据采集的难题，还为未来的工业CT集成化、仪器化道路的发展作了一次成功试探。关键词：工业CT，数据采集，数据传输，ARM，FPGAI重庆大学硕士毕业论文英文摘要61重庆大学硕士毕业论文英文摘要ABSTRACTIndustrialComputedTomography(ICT)isanadvancednon-destructivetesttechnology,anditischaracteristicofversatility,complexi

7、tyandhighperformancerequirements,soitplaysanindispensableroleinmanydomains,suchasaviation,aerospace,nationaldefense,militaryindustryandcivilindustry,etc.IndustrialCTsystemisusuallycomposedofX-raysourcesubsystem,detectsubsystem,dataacquisitionsubsystem,m

8、echanismsubsystem,controlsubsystem,imagereconstructionandprocessingsubsystem.Theobjectresearchedinthispaperisadataacquisitionandtransmissionsysteminthecircumstanceofhigh-energyX-ray,whichbelongstothedataacquisitionsubsystem.Compa