重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文

1、重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文高能X射線工業(yè)CT數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)研究碩士研究生：徐利兵碩士研究生：徐利兵指導(dǎo)老師：王指導(dǎo)老師：王玨研究員研究員學(xué)科、專業(yè)：模式識(shí)別與智能系統(tǒng)學(xué)科、專業(yè)：模式識(shí)別與智能系統(tǒng)重慶大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院重慶大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院二OO七年四月七年四月重慶大學(xué)碩士畢業(yè)論文中文摘要I摘要工業(yè)CT，即工業(yè)計(jì)算機(jī)斷層掃描成像，是一種先進(jìn)的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，具有綜合性強(qiáng)、系統(tǒng)復(fù)雜、技術(shù)性能指標(biāo)優(yōu)異等特點(diǎn)，在航空航天、國(guó)防軍工以及

2、民用工業(yè)領(lǐng)域具有廣泛的用途。工業(yè)CT系統(tǒng)通常由射線源系統(tǒng)、探測(cè)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、機(jī)械掃描運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)圖像重建與處理系統(tǒng)等部分組成。而高能X射線環(huán)境下的工業(yè)CT數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)隸屬于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，與其他采集與數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)相比，它不僅具有多點(diǎn)陣列實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，還帶來(lái)了強(qiáng)核輻射、高電磁干擾和長(zhǎng)距離傳輸?shù)燃夹g(shù)難題。因此，論文的研究重點(diǎn)是透徹分析系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境特性，認(rèn)真總結(jié)現(xiàn)有系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)，面向陣列式探測(cè)系統(tǒng)，解決數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、可

3、靠傳輸以及安全存儲(chǔ)等難題。本文在深入研究工業(yè)CT系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀、結(jié)構(gòu)以及各部分基本功能的基礎(chǔ)上，分析開(kāi)發(fā)高能X射線工業(yè)CT數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)的重要性和必要性，汲取現(xiàn)有系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，并以重慶大學(xué)ICT研究中心研制的CD650BXR高能直線加速器X射線工業(yè)CT系統(tǒng)為科研背景，提出一套基于嵌入式平臺(tái)的采用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制的數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用FPGA進(jìn)行探測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集與緩存，通過(guò)ARM平臺(tái)下的Linux

4、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的排序與分包以及TCP協(xié)議下客戶端數(shù)據(jù)的傳輸，并在Windows平臺(tái)下通過(guò)TCP協(xié)議可靠接收和發(fā)送采集數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的安全存儲(chǔ)。針對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指標(biāo)、工作環(huán)境和現(xiàn)有系統(tǒng)存在的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了高能X射線工業(yè)CT數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)的軟硬件平臺(tái)，并給出了具體的系統(tǒng)框架、工作流程和關(guān)鍵技術(shù)的解決方案。同時(shí)，以Atmel公司的ARM9芯片AT91RM9200和Altera公司的FPGA芯片EP1C6Q240C8為核心實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的硬件邏輯和電

5、路設(shè)計(jì)。通過(guò)Windows和Linux操作系統(tǒng)下的聯(lián)合編程，完成了ARMLinux下的采集驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)、Linux下的服務(wù)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)以及PCwindows下的采集軟件設(shè)計(jì)工作。最后，基于本論文開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)平臺(tái)，針對(duì)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、快速性、可靠性與穩(wěn)定性做了大量實(shí)驗(yàn)和結(jié)果分析，并與現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行了全面的性能比較。實(shí)驗(yàn)表明，高能X射線工業(yè)CT數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)不僅能有效的解決高電磁干擾、強(qiáng)核輻射環(huán)境下的多點(diǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集的難題，還為未來(lái)的工業(yè)CT