基于android的便携式平场凹面光栅光谱仪研究与设计

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2、——专业名热光学工程ＩＩ研究方向智能化光电类仪器仪表—■Ｈ？—－Ｉ所在院部物理与光电．能源学部—．１■一Ｈ：画论文提交日期一；２０１６年５月Ｉ基于Android的便携式平场凹面光栅光谱仪研究与设计中文摘要基于Android的便携式平场凹面光栅光谱仪研究与设计中文摘要光谱仪是一类应用广泛的光学仪器，常用于对物质的结构和成分进行测量和分析。传统的光谱仪基于Windows平台的PC机，实现快速、直观、实时在线的光谱分析和谱图显示，可是在室外条件下使

3、用，非常不便。本文基于光谱仪微型化、便携式、智能化设计的需求，克服基于Windows平台的PC机处理系统在户外使用的不便，应用微处理器和Android设备相结合的方式，实现便携式光谱仪的光谱数据采集与处理，满足光谱仪在户外环境下便携式、智能化的使用要求。本文提出了一种基于Android设备的便携式光谱仪设计方案，将主要介绍光谱仪的整体设计，包括光机系统、光谱数据采集系统、微处理器及Android设备的数据处理系统等各功能模块的工程设计。光学系统应用平场凹面光栅简化系统光路结构，机械结构由SolidWorks软件设计，并使用3D打印技

4、术一体化成型；电子学部分选用线阵CCD（TCD1304DG）作为光电探测器，以STC15系列嵌入式MCU为控制核心，采用AndroidUSB通信完成了Android系统下的高分辨率光谱数据采集系统设计；使用Eclipse集成开发环境编制了光谱处理APP对光谱数据实时处理和显示。运用电子快门技术，实现了Android设备对CCD积分时间的实时在线可调，完全满足了便携式光谱仪在不同环境下的工作要求。以Android平台作为数据处理的载体，代替传统PC处理系统，该设计方案体现了强大的便携性。关键词：便携式光谱仪；Android；平场凹面光

5、栅；线阵CCD；积分时间作者：周海彬指导教师：周望I英文摘要基于Android的便携式平场凹面光栅光谱仪研究与设计StudyanddesignofportableflatfieldconcavegratingspectrometerbasedonAndroidAbstractSpectrometerisakindofwidelyusedopticalinstrument.Itisusuallyappliedtomeasureandanalyzethestructureandcomponentsofmatter.Traditional

6、spectrometerbasedonPC’sWindowssystem,cananalyzespectralfastanddisplayreal-timespectrumdiagramintuitively.However,it'sinconvenienttouseitoutdoors.Therefore,torealizeminiaturization,portabilityandintelligenceofspectrograph,andtoovercometheinconveniencewhileusingitbasedon

7、thetraditionalPC’sWindowssystem,thispaperdiscussesaviablewaytorealizethesepurposes.Thatis,byusingthemicroprocessorandAndroiddevices,itwillbemoreconvenientandintelligentfortheportablespectrometertoacquisitionandprocessdataoutdoors.Thispaperproposesadesignofportablespect

8、rometerbasedonAndroiddevices，andmainlyintroducestheoveralldesignofthespectrometer,includingoptical-mechanicalsystem,s