微型光譜儀及其軟件系統(tǒng)的研究.pdf

1、微型光譜儀由于其體積小、成本低和使用靈活方便等特點，廣泛的應(yīng)用于眾多科研和生產(chǎn)領(lǐng)域，實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)在線控制和在線測量，是光譜儀器一個重要的發(fā)展方向。 在此背景下，本課題研究了微型光譜儀基本的光學(xué)原理，總結(jié)了微型光譜儀光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計和機械結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法。在此基礎(chǔ)上又研究了整體系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計方法，從而在光學(xué)結(jié)構(gòu)、機械結(jié)構(gòu)和軟件系統(tǒng)的設(shè)計中提高了系統(tǒng)的準(zhǔn)確度和合理性，并研制出基于平面光柵的微型光柵光譜儀及配套的軟件系統(tǒng)。整體系統(tǒng)性能穩(wěn)定功

2、能豐富，選用不同型號的光柵可使系統(tǒng)工作波長范圍覆蓋200～1100nm。經(jīng)低壓汞燈等實際光源測試，得到了成像光譜數(shù)據(jù)。 本論文著重分析了微型光譜儀軟件系統(tǒng)的功能、模塊和開發(fā)過程。該軟件系統(tǒng)由三部分構(gòu)成：實現(xiàn)微型光譜儀的控制和數(shù)據(jù)讀寫功能的USB設(shè)備驅(qū)動程序；封裝微型光譜儀的硬件特性和數(shù)據(jù)采集功能，給用戶提供二次開發(fā)支持功能的SMI開發(fā)庫；實現(xiàn)多種復(fù)雜算法對光譜數(shù)據(jù)進行分析、測試，并提供了友善的人機交互界面的數(shù)據(jù)分析軟件。該軟件系

3、統(tǒng)覆蓋了從系統(tǒng)驅(qū)動程序到應(yīng)用軟件的各個層次。 在軟件的開發(fā)過程中，本論文先后詳細研究了WDM驅(qū)動程序原理、USB總線協(xié)議和驅(qū)動開發(fā)技術(shù)、SoftICE調(diào)試工具、動態(tài)鏈接庫(DLL)理論、多線程程序設(shè)計和MFC程序設(shè)計等內(nèi)容，采用了模塊化的程序設(shè)計方法對每個模塊進行了深入分解和分析，設(shè)計了多個高性能的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，使用VC、DDK、DriverStudio等多種軟件開發(fā)工具，最終圓滿的完成了該軟件系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)工作。該軟件系統(tǒng)層