基于FPGA的块茎电阻成像数据获取系统研究
| 致谢 | 第5-6页 |
| 摘要 | 第6-7页 |
| ABSTRACT | 第7-8页 |
| 1 引言 | 第12-20页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第12-13页 |
| 1.2 电阻成像国内外研究状况 | 第13-19页 |
| 1.2.1 电阻层析成像发展历程 | 第15页 |
| 1.2.2 国内外研究成果及现状 | 第15-16页 |
| 1.2.3 电学成像在工业和医学领域的应用 | 第16-18页 |
| 1.2.4 TERT数据获取系统与ERT技术 | 第18-19页 |
| 1.3 本文主要研究内容 | 第19-20页 |
| 2 TERT系统理论基础与微弱信号检测 | 第20-32页 |
| 2.1 系统整体方案 | 第20-21页 |
| 2.2 TERT系统理论基础 | 第21-27页 |
| 2.2.1 TERT系统数学模型 | 第22-24页 |
| 2.2.2 正问题和反问题 | 第24-25页 |
| 2.2.3 电极阻抗模型 | 第25-27页 |
| 2.3 微弱信号检测理论基础 | 第27-31页 |
| 2.3.1 滤波器设计理论 | 第28-29页 |
| 2.3.2 乘法解调原理 | 第29-31页 |
| 2.4 本章小结 | 第31-32页 |
| 3 敏感电极阵列子系统与土壤阻抗测试 | 第32-44页 |
| 3.1 敏感电极阵列子系统 | 第32-38页 |
| 3.1.1 电极设计 | 第33-37页 |
| 3.1.2 激励模式设计 | 第37-38页 |
| 3.2 土壤阻抗测试 | 第38-42页 |
| 3.2.1 水饱和土壤含水比例测试 | 第39-40页 |
| 3.2.2 水饱和土壤阻抗测试 | 第40-41页 |
| 3.2.3 电极对间电压测试 | 第41-42页 |
| 3.3 本章小结 | 第42-44页 |
| 4 数据获取系统硬件电路设计 | 第44-70页 |
| 4.1 开关阵列控制电路 | 第44-52页 |
| 4.1.1 开关阵列通道选择方案 | 第45-49页 |
| 4.1.2 开关切换控制方案 | 第49-50页 |
| 4.1.3 隔离与接地设计 | 第50-52页 |
| 4.2 信号调理电路 | 第52-63页 |
| 4.2.1 仪用放大电路 | 第52-53页 |
| 4.2.2 滤波器参数设计与选择 | 第53-57页 |
| 4.2.3 程控放大电路 | 第57-58页 |
| 4.2.4 乘法解调 | 第58-59页 |
| 4.2.5 电路过渡过程及理论分析 | 第59-63页 |
| 4.3 控制和A/D采集电路 | 第63-68页 |
| 4.3.1 ARM控制电路 | 第63-65页 |
| 4.3.2 FPGA控制电路 | 第65-66页 |
| 4.3.3 A/D采集电路 | 第66-68页 |
| 4.4 本章小结 | 第68-70页 |
| 5 系统软件编程与开发 | 第70-86页 |
| 5.1 ARM程序设计 | 第70-75页 |
| 5.1.1 ARM软件总体设计与逻辑控制 | 第70-71页 |
| 5.1.2 数字滤波实现 | 第71-74页 |
| 5.1.3 串口通信 | 第74-75页 |
| 5.2 FPGA程序设计 | 第75-80页 |
| 5.2.1 FPGA程序结构 | 第75-77页 |
| 5.2.2 中控模块 | 第77-78页 |
| 5.2.3 输出计数器与输出控制模块 | 第78-79页 |
| 5.2.4 A/D转换控制模块 | 第79-80页 |
| 5.3 数据传输 | 第80-84页 |
| 5.3.1 数据传输协议与格式定义 | 第80-81页 |
| 5.3.2 CRC校验原理 | 第81-82页 |
| 5.3.3 CRC校验软件实现 | 第82-84页 |
| 5.4 本章小结 | 第84-86页 |
| 6 系统性能测试与成像结果验证 | 第86-98页 |
| 6.1 信号调理电路板性能测试 | 第86-89页 |
| 6.2 数据稳定性测试与分析 | 第89-94页 |
| 6.2.1 数据稳定性测试 | 第89-91页 |
| 6.2.2 重复性与时漂测试 | 第91-94页 |
| 6.3 成像结果验证 | 第94-97页 |
| 6.4 本章小结 | 第97-98页 |
| 7 结论 | 第98-100页 |
| 参考文献 | 第100-104页 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 | 第104-108页 |
| 学位论文数据集 | 第108页 |
