基于ARM和Linux的溶解無機碳(DIC)分析系統(tǒng)的研制.pdf

1、海洋是一個非常大的碳庫，是全球碳循環(huán)至關(guān)重要的紐帶，它在大氣圈、水圈、生物圈和巖石圈之間碳的交換流動過程中占主導(dǎo)地位。海水中溶存著大量的碳化合物，其中絕大部分是無機碳，因此準(zhǔn)確測定海水中溶解無機碳（DIC）的含量，對于了解海洋對二氧化碳的吸收、轉(zhuǎn)化和遷移過程，進而了解全球氣候變化和碳的全球循環(huán)都具有十分重要的意義。高性能現(xiàn)場快速分析儀器是獲得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)的保障，而儀器的便攜化及自動化則是今后發(fā)展的趨勢。
　　針對這種情況，本文設(shè)計了一

2、套檢測精度較高的現(xiàn)場DIC快速分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)基于紅外CO2分析法測定原理，具有較高的自動化程度，操作簡便，體積輕巧，適合船上現(xiàn)場測定。實現(xiàn)海水中溶解無機碳的現(xiàn)場自動化測定，大幅提高其測量精度和工作效率。為我國近海無機碳的研究工作提供必要的設(shè)備、方法等多方面需求，為研究我國近海CO2源匯問題提供必要的技術(shù)支撐。
　　根據(jù)系統(tǒng)的需求，本文首先確定了ARM和Linux及STM32的系統(tǒng)方案；然后介紹了以STM32為核心的下位機硬件電路

3、設(shè)計和軟件設(shè)計，其中硬件電路包括供電電路、STM32F103VC最小系統(tǒng)、RS232串口驅(qū)動電路、繼電器驅(qū)動電路等。下位機是控制平臺與注射泵、質(zhì)量流量控制器、Licor-7000和電磁閥組等設(shè)備通信的橋梁；接著介紹了以AT91SAM9261為核心的控制平臺硬件電路設(shè)計、嵌入式Linux平臺的搭建和基于Qt/E的GUI軟件設(shè)計，其中硬件電路包括兩部分：一是包括 AT91SAM9261、SDRAM、NAND FLASH和DATA FLASH

4、等電路的核心板，二是包括RS232串口驅(qū)動、LCD接口、ADS7846觸摸屏控制器、DM9000以太網(wǎng)接口、SD卡接口、USB接口、SD1302實時時鐘等電路的底板。選用Linux為控制平臺的操作系統(tǒng)、Qt/E為GUI軟件。控制平臺的GUI軟件提供人機交互界面，主要作用控制注射泵，質(zhì)量流量控制器和Licor-7000等設(shè)備，以圖表方式動態(tài)顯示測量數(shù)據(jù)，并將測量結(jié)果存儲到SD卡以便后續(xù)分析。
　　目前，本系統(tǒng)已基本完成。經(jīng)過在實驗室