藻類含量測量儀的設(shè)計與實現(xiàn)

　　(3)對數(shù)據(jù)采集卡FCFR-USB2027的控制。在便攜式電腦上安裝信號采集卡FCFR-USB2027的設(shè)備驅(qū)動，上位機軟件通過調(diào)用數(shù)據(jù)采集卡動態(tài)鏈接庫的函數(shù)來實現(xiàn)對數(shù)據(jù)采集卡的操作。

　　(4)信號處理和水體樣品中3種藻類含量的計算。

　　信號處理和藻類含量計算方法

　　軟件通過數(shù)據(jù)采集卡FCFR-USB2027對熒光信號進行采集后，將對應(yīng)3個LED的含有噪聲的熒光信號數(shù)據(jù)存儲到3個文件中。在進行信號處理時，軟件將3組數(shù)據(jù)提取出來，依次與標準的888.2Hz正弦信號的離散數(shù)據(jù)進行互相關(guān)運算，則將含有噪聲的熒光信號中的有效信號提取出來，得到了對應(yīng)3個LED的熒光信號的幅值。

　　設(shè)我們采集到的信號為x(n)，調(diào)制頻率標準正弦信號為是s(n)，二者的互相關(guān)函數(shù)為：

　　取N為某一較大的數(shù)值，依次取m=0，1，2，3…即求得x(n)與s(n)的離散互相關(guān)函數(shù)R_xs(m)，R_xs(m)幅值的一半即為熒光信號幅值。

　　經(jīng)過3次互相關(guān)運算，我們就得到對應(yīng)超高亮LED陣列的3個LED的3個熒光信號強度F₁，F(xiàn)₂，F(xiàn)₃。而F₁，F(xiàn)₂，F(xiàn)₃與3種藻類的濃度c₁，c₂，c₃滿足：

　　解三元一次方程組可得：

　　軟件流程

　　上位機軟件流程圖如圖4和圖5示。

　　結(jié)語

　　本文采用正弦調(diào)制、高速USB數(shù)據(jù)采集卡和離散信號軟件處理的儀器方案，基于葉綠素?zé)晒庑?yīng)，完成了藻類含量測量儀的設(shè)計與實現(xiàn)，詳述了儀器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及儀器各部件的設(shè)計以及上位機軟件的設(shè)計。

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