[发明专利]基于嵌入式ARM平台的海水总氮总磷数据处理系统及方法

权利要求书

1.基于嵌入式ARM平台的海水总氮总磷数据处理系统，其特征在于：

包括DC/DC供电电路、样品处理模块、光谱探测模块、基于嵌入式ARM处理器的核心处理单元；

所述DC/DC供电电路向核心处理单元供电；

所述样品处理模块的输出端接光谱探测模块的输入端，所述样品处理模块用于测量前对海水样品进行预处理；

所述光谱探测模块对预处理后的待测样品进行光谱检测，获取总氮总磷原始光谱数据，其输出端接核心处理单元的输入接口；

所述核心处理单元对总氮总磷原始光谱数据进行处理，该核心处理单元设有多个数据接口；

多个所述数据接口均通过线缆与外部PC机通信。

2.根据权利要求1所述的基于嵌入式ARM平台的海水总氮总磷数据处理系统，其特征在于：还包括底板；

所述核心处理单元设置于底板上；

所述底板上还设置有继电器驱动电路以及与样品处理模块的电热丝连接的温度采集电路；

所述光谱探测模块包括恒流源电路、均与恒流源电路连接且波长不同的两个LED光源，两个LED光源通过双光路模块与光谱仪输入端连接，所述光谱仪输出端与核心处理单元连接；

所述继电器驱动电路包括多路继电器，分别用于控制样品处理模块、恒流源电路以及光谱仪。

3.根据权利要求2所述的基于嵌入式ARM平台的海水总氮总磷数据处理系统，其特征在于：

所述核心处理单元包括ARM cotex-A8处理器、内存芯片以及存储芯片。

4.根据权利要求3所述的基于嵌入式ARM平台的海水总氮总磷数据处理系统，其特征在于：

所述继电器采用光耦隔离继电器。

5.根据权利要求4所述的基于嵌入式ARM平台的海水总氮总磷数据处理系统，其特征在于：

所述温度采集电路包括带线性补偿的温度采集芯片MAX31865以及设置在温度采集芯片MAX31865外部的参考电阻R_REF、模数转换器以及电阻寄存器。

6.根据权利要求4所述的基于嵌入式ARM平台的海水总氮总磷数据处理系统，其特征在于：

所述恒流源电路设置于底板上，恒流源电路包括线性稳压芯片LM7805以及接在线性稳压芯片LM7805输出端与公共端的电位器。

7.基于嵌入式ARM平台的海水总氮总磷数据处理方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1)参照国标法GB11894-89和GB11893-89，在总氮总磷进行测量前对海水样品进行预处理；

步骤2)核心处理单元向光谱仪发送采集指令，分别获取预处理后待测样品的多帧光谱数据及空白液的多帧光谱数据；

步骤3)对获取的两组多帧光谱数据，分别求其平均值；

步骤4)根据两组平均值求得待测样品的吸光度；

步骤5)对吸光度依次进行平滑滤波处理、散射校正、特征提取以及积分运算得到待测样品的吸收峰面积，建立吸收峰面积与总磷总氮浓度之间的关系模型；

步骤6)根据建立的关系模型将吸收峰面积转化为浓度数据并输出。

8.根据权利要求7所述的基于嵌入式ARM平台的海水总氮总磷数据处理方法，其特征在于：

步骤1)中所述预处理还包括温度采集步骤：

1.1)模数转换器将采集芯片MAX31865所用铂电阻与参考电阻R_REF之比转换成数字量并输送至电阻寄存器中；

1.2)通过读取电阻寄存器求得RTD实时电阻值；

1.3)根据铂电阻与温度的关系—Callendar-van-Dusen方程可间接计算出实时温度。