一種上位機控制氙燈與光譜儀的系統(tǒng)和方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及光譜測量領域，特別設及一種上位機控制氣燈與光譜儀的系統(tǒng)和方 法。
【背景技術】
[0002] 現(xiàn)有的光譜儀中，上位機與氣燈之間的通訊通常采用自定義的通訊協(xié)議，造成上 位機與氣燈通訊效率低，通訊信號不穩(wěn)定、不可靠，另外，在獲取光譜信號后，光譜信號分析 與處理的方法尚不成熟，存在光譜信號噪聲大，W及光譜信號處理效果差、誤差大的問題。

【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種為上位機與氣燈之間的通訊提供了一種 更為穩(wěn)定可靠的通訊方式，W及為上位機處理獲取的光譜信號提供了一種效果更好的噪聲 處理方式和縮減誤差的方式。
[0004] 本發(fā)明解決上述技術問題的技術方案如下；
[0005] 一種上位機控制氣燈與光譜儀的系統(tǒng)，包括上位機控制系統(tǒng)、氣燈控制巧片、氣燈 和光譜儀；所述上位機控制系統(tǒng)包括氣燈控制模塊和光譜儀控制模塊；所述氣燈控制巧片 包括通訊巧片、單片機和氣燈觸發(fā)板；
[0006] 所述氣燈控制模塊，用于向通訊巧片發(fā)送開燈指令或關燈指令；
[0007] 所述通訊巧片，用于對所述開燈指令或關燈指令進行電平轉換和通訊協(xié)議的轉 換；
[000引所述單片機，用于將完成轉換的開燈指令或關燈指令轉換為脈沖信號；
[0009] 所述氣燈觸發(fā)板，用于將脈沖信號轉換為電壓信號；
[0010] 所述氣燈，用于根據(jù)開燈指令轉換的電壓信號開啟或根據(jù)關燈指令轉換的電壓信 號關閉；
[0011] 所述光譜儀，用于采集被測氣體s〇2通過氣體室后所得的光譜信號，并將所述光譜 信號發(fā)送至光譜儀控制模塊；
[0012] 所述光譜儀控制模塊，用于向光譜儀發(fā)送開啟指令或關閉指令，還用于接受光譜 儀采集到的光譜信號，并對所述光譜信號進行降噪處理和減小偏差處理。
[0013] 本發(fā)明的有益效果是：為上位機與氣燈之間的通訊提供了一種更為穩(wěn)定可靠的通 訊方式，提高了上位機與氣燈之間的通訊效率。另外，為上位機處理獲取的光譜信號提供了 一種效果更好的噪聲處理方式和縮減誤差的方式，減小了傳統(tǒng)處理方式中的模糊問題，得 到的光譜數(shù)據(jù)更為精確。
[0014] 在上述技術方案的基礎上，本發(fā)明還可W做如下改進。
[0015] 進一步，所述單片機還用于根據(jù)開燈指令或關燈指令是否接收成功向通訊巧片發(fā) 送相應的應答指令；
[0016] 所述通訊巧片，還用于對所述應答指令進行電平轉換和通訊協(xié)議的轉換，將完成 轉換的應答指令發(fā)送至氣燈控制模塊；
[0017] 所述氣燈控制模塊，還用于根據(jù)所述應答指令判斷是否需要重新發(fā)送開燈指令或 關燈指令。
[0018] 進一步，所述通訊巧片選用MAX-232巧片。
[0019] 進一步，所述氣燈觸發(fā)板包括74CHiGi4單反相器、S級管運放電路和信號調理電 路；74CHiGi4單反相器的輸入端連接單片機的單片機I/O端口，74CH典14單反相器的輸出端 連接=級管運放電路的輸入端；=級管運放電路的輸出端連接信號調理電路的輸入端；信 號調理電路的輸出端連接氣燈。
[0020] 進一步，所述光譜儀控制模塊包括：光譜信號接收單元、濾波降噪單元和減小偏差 單元；
[0021] 所述光譜信號接收單元，用于接收光譜儀輸出的被測氣體的光譜信號；
[0022] 濾波降噪單元，用于采用均值濾波的方法對光譜信號進行降噪處理，得到被測S〇2 氣體的濃度值ppmi;
[0023] 減小偏差單元，用于根據(jù)ppm進行調零運算得到ppm 2,并根據(jù)ppni2進行標定運算， 得到ppnv
[0024] 為了解決上述技術問題，本發(fā)明還提供了一種上位機控制氣燈與光譜儀的方法， 包括W下步驟
[0025] 步驟1 ;氣燈控制模塊向通訊巧片發(fā)送開燈指令或關燈指令；
[0026] 步驟2 ;通訊巧片對所述開燈指令或關燈指令進行電平轉換和通訊協(xié)議的轉換；
[0027] 步驟3 ;單片機將完成轉換的開燈指令或關燈指令轉換為脈沖信號；
[002引步驟4 ;氣燈觸發(fā)板將脈沖信號轉換為電壓信號；
[0029] 步驟5 ;氣燈根據(jù)開燈指令轉換的電壓信號開啟或根據(jù)關燈指令轉換的電壓信號 關閉；
[0030] 步驟6 ;光譜儀采集光譜信號，并發(fā)送至光譜儀控制模塊；光譜儀控制模塊對所述 光譜信號進行降噪處理和減小偏差處理。
[0031] 進一步，所述步驟3還包括W下步驟
[0032] 步驟3a:單片機根據(jù)開燈指令和關燈指令是否接收成功向通訊巧片發(fā)送相應的 應答指令；
[0033] 步驟3b:通訊巧片對所述應答指令進行電平轉換和通訊協(xié)議的轉換，將完成轉換 的應答指令發(fā)送至氣燈控制模塊；
[0034] 步驟3c:氣燈控制模塊根據(jù)所述應答指令判斷是否需要重新發(fā)送開燈指令和關 燈指令。
[0035] 進一步，所述步驟7還包括：
[0036] 步驟7a ;接收光譜儀輸出的被測氣體的光譜信號；
[0037] 步驟化：采用均值濾波的方法對光譜信號進行降噪處理，得到被測S〇2氣體的濃 度值ppmi;
[003引步驟7c ;根據(jù)ppm進行調零運算得到ppm 2,并根據(jù)ppm2進行標定運算，得到ppm 3。
[0039] 進一步，所述步驟化中均值濾波的過程為：
[0040] 步驟化-1 ;設定濾波窗口的寬度；
[0041] 步驟化-2 ;按序選擇濾波窗口內的數(shù)組的一個元素；
[0042] 步驟化-3:讀取所述元素的元素值；
[0043] 步驟化-4 ;根據(jù)讀取的所述元素的元素值判斷該元素是否為圖像邊緣；如果判斷 結果為是，則執(zhí)行步驟化-5,如果判斷結果為否則進行步驟化-6 ;
[0044] 步驟化-5;將當前元素的元素值作為均值濾波結果存入結果數(shù)組，執(zhí)行步驟 化-7 ;
[0045] 步驟化-6 ;將濾波窗口內的數(shù)組的所有元素的元素值相加，再除W濾波窗口的寬 度，將所得結果作為當前元素的元素值，并存入結果數(shù)組，執(zhí)行步驟化-7 ;
[0046] 步驟化-7 ;判斷是否處理完整個數(shù)組，如果判斷結果為是，則執(zhí)行步驟化-9,如果 判斷結果為否，則進行步驟化-8 ;
[0047] 步驟化-8 ;讀取當前元素的下一個元素的