[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

说明书

本发明公开了一种基于嵌入式ARM平台的海水总氮总磷数据处理系统及方法，旨在解决现有技术中存在的海水总氮总磷测量无法实现实时在线监测，且非水下原位检测，处理速度较慢且功耗较高，造成系统资源浪费的技术问题。本发明包括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；DC/DC供电电路向核心处理单元供电；样品处理模块的输出端接光谱探测模块的输入端，样品处理模块用于测量前对海水样品进行预处理；光谱探测模块对待测样品进行光谱检测；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；多个数据接口均通过线缆与外部PC机通信。

技术领域

本发明涉及海水总氮总磷测量，具体涉及一种基于嵌入式ARM平台的海水总氮总磷数据处理系统及方法。

背景技术

海水总氮总磷是海水水体的一项重要参数。当其浓度过高时将会引起海水富营养化，严重破坏海洋的生态环境。目前对海水总氮总磷的监测主要有两种方法，第一种是通过现场采集样品，然后进行实验室分析。此种方法周期长、耗费人工，且无法实现实时在线监测。第二种则是采用能够实现在线监测的测量仪器，但此种仪器多以机柜的形式呈现，机柜形式的测量仪通常是采用抽水方式进行检测，而非水下原位检测，而且通常是采用无操作系统的单片机作为处理系统，其处理器最高的速度一般仅为72MHz，处理速度较慢，无法实现多任务，且功耗较高，造成系统资源浪费。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中存在的海水总氮总磷测量无法实现实时在线监测，且非水下原位检测，处理速度较慢，且功耗较高，造成系统资源浪费的技术问题，而提供一种基于嵌入式ARM平台的海水总氮总磷数据处理系统和方法。

本发明所采用的技术方案是，一种基于嵌入式ARM平台的海水总氮总磷数据处理系统，其特殊之处在于：

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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，所述继电器采用光耦隔离继电器。

进一步地，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。

进一步地，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。