新型光譜組件的網(wǎng)絡節(jié)點設計及實驗.pdf

1、物聯(lián)網(wǎng)是物品間通過信息傳感技術和通信網(wǎng)絡進行信息處理、交換的一種網(wǎng)絡概念。近年來，物聯(lián)網(wǎng)在智慧農(nóng)業(yè)、食品安全等領域?qū)ξ镔|(zhì)成分分析的需求不斷增加。近紅外光譜分析作為一種常用的物質(zhì)成分分析技術，具有快速、無損、可多組分同時檢測等優(yōu)點。通過研制具有近紅外光譜分析能力的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點，可以給物聯(lián)網(wǎng)增加物質(zhì)成分感知能力，進一步增加物聯(lián)網(wǎng)的應用范圍。相比傳統(tǒng)的大型光譜分析設備，物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點所具有的微型化、低功耗和便攜性，有助于將近紅外光譜分析推入一個新的

2、發(fā)展階段。
　　本文首先結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展狀況、近紅外光譜分析的應用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，闡述了光譜傳感物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要意義和廣闊前景。然后分析了多種光譜分析設備的常用技術，確定了節(jié)點系統(tǒng)的設計方案，解釋了節(jié)點系統(tǒng)的工作流程。光譜節(jié)點的光譜感知功能由上海技術物理研究所研制的新型光譜組件完成（發(fā)明專利公開號:CN105371951A，2016.03.02）該組件內(nèi)包括集成分光片、感知芯片、專用電路芯片，其波長范圍為1350nm到1538nm

3、。從硬件設計和軟件設計兩個方面詳細介紹了光譜節(jié)點的研制過程，主要有利用Spartan-6系列FPGA設計光譜組件的驅(qū)動時序和節(jié)點系統(tǒng)的控制信號，光譜數(shù)據(jù)采集和無線傳輸電路的設計實現(xiàn)，F(xiàn)PGA和MSP430單片機的程序設計、編譯和下載。本論文完成了整個節(jié)點系統(tǒng)的安裝和調(diào)試，并利用一款峰值波長為1526.2nm的LD和氙燈進行波長測量實驗，以驗證節(jié)點系統(tǒng)測量的準確性。實驗結(jié)果顯示，節(jié)點系統(tǒng)工作狀況穩(wěn)定，測量結(jié)果準確，實現(xiàn)了預期設計目標。