基于ARM和Linux的溶解無(wú)機(jī)碳(DIC)分析系統(tǒng)的研制.pdf

1、海洋是一個(gè)非常大的碳庫(kù)，是全球碳循環(huán)至關(guān)重要的紐帶，它在大氣圈、水圈、生物圈和巖石圈之間碳的交換流動(dòng)過(guò)程中占主導(dǎo)地位。海水中溶存著大量的碳化合物，其中絕大部分是無(wú)機(jī)碳，因此準(zhǔn)確測(cè)定海水中溶解無(wú)機(jī)碳（DIC）的含量，對(duì)于了解海洋對(duì)二氧化碳的吸收、轉(zhuǎn)化和遷移過(guò)程，進(jìn)而了解全球氣候變化和碳的全球循環(huán)都具有十分重要的意義。高性能現(xiàn)場(chǎng)快速分析儀器是獲得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)的保障，而儀器的便攜化及自動(dòng)化則是今后發(fā)展的趨勢(shì)。
　　針對(duì)這種情況，本文設(shè)計(jì)了一

2、套檢測(cè)精度較高的現(xiàn)場(chǎng)DIC快速分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)基于紅外CO2分析法測(cè)定原理，具有較高的自動(dòng)化程度，操作簡(jiǎn)便，體積輕巧，適合船上現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定。實(shí)現(xiàn)海水中溶解無(wú)機(jī)碳的現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化測(cè)定，大幅提高其測(cè)量精度和工作效率。為我國(guó)近海無(wú)機(jī)碳的研究工作提供必要的設(shè)備、方法等多方面需求，為研究我國(guó)近海CO2源匯問(wèn)題提供必要的技術(shù)支撐。
　　根據(jù)系統(tǒng)的需求，本文首先確定了ARM和Linux及STM32的系統(tǒng)方案；然后介紹了以STM32為核心的下位機(jī)硬件電路

3、設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，其中硬件電路包括供電電路、STM32F103VC最小系統(tǒng)、RS232串口驅(qū)動(dòng)電路、繼電器驅(qū)動(dòng)電路等。下位機(jī)是控制平臺(tái)與注射泵、質(zhì)量流量控制器、Licor-7000和電磁閥組等設(shè)備通信的橋梁；接著介紹了以AT91SAM9261為核心的控制平臺(tái)硬件電路設(shè)計(jì)、嵌入式Linux平臺(tái)的搭建和基于Qt/E的GUI軟件設(shè)計(jì)，其中硬件電路包括兩部分：一是包括 AT91SAM9261、SDRAM、NAND FLASH和DATA FLASH

4、等電路的核心板，二是包括RS232串口驅(qū)動(dòng)、LCD接口、ADS7846觸摸屏控制器、DM9000以太網(wǎng)接口、SD卡接口、USB接口、SD1302實(shí)時(shí)時(shí)鐘等電路的底板。選用Linux為控制平臺(tái)的操作系統(tǒng)、Qt/E為GUI軟件?？刂破脚_(tái)的GUI軟件提供人機(jī)交互界面，主要作用控制注射泵，質(zhì)量流量控制器和Licor-7000等設(shè)備，以圖表方式動(dòng)態(tài)顯示測(cè)量數(shù)據(jù)，并將測(cè)量結(jié)果存儲(chǔ)到SD卡以便后續(xù)分析。
　　目前，本系統(tǒng)已基本完成。經(jīng)過(guò)在實(shí)驗(yàn)室