重慶大學碩士學位論文

1、重慶大學碩士學位論文重慶大學碩士學位論文高能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：徐利兵指導老師：王指導老師：王玨研究員研究員學科、專業(yè)：模式識別與智能系統(tǒng)學科、專業(yè)：模式識別與智能系統(tǒng)重慶大學自動化學院重慶大學自動化學院二OO七年四月七年四月重慶大學碩士畢業(yè)論文中文摘要I摘要工業(yè)CT，即工業(yè)計算機斷層掃描成像，是一種先進的無損檢測技術，具有綜合性強、系統(tǒng)復雜、技術性能指標優(yōu)異等特點，在航空航天、國防軍工以及

2、民用工業(yè)領域具有廣泛的用途。工業(yè)CT系統(tǒng)通常由射線源系統(tǒng)、探測系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、機械掃描運動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、計算機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，它不僅具有多點陣列實時數(shù)據(jù)采集，還帶來了強核輻射、高電磁干擾和長距離傳輸?shù)燃夹g難題。因此，論文的研究重點是透徹分析系統(tǒng)和現(xiàn)場環(huán)境特性，認真總結現(xiàn)有系統(tǒng)優(yōu)缺點，面向陣列式探測系統(tǒng)，解決數(shù)據(jù)實時采集、可

3、靠傳輸以及安全存儲等難題。本文在深入研究工業(yè)CT系統(tǒng)國內外發(fā)展現(xiàn)狀、結構以及各部分基本功能的基礎上，分析開發(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)開發(fā)中的經(jīng)驗教訓，并以重慶大學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的采用實時數(shù)據(jù)采集非實時數(shù)據(jù)傳輸機制的數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用FPGA進行探測數(shù)據(jù)的實時采集與緩存，通過ARM平臺下的Linux

4、系統(tǒng)實現(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平臺下通過TCP協(xié)議可靠接收和發(fā)送采集數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的安全存儲。針對系統(tǒng)的設計指標、工作環(huán)境和現(xiàn)有系統(tǒng)存在的問題，設計了高能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，并給出了具體的系統(tǒng)框架、工作流程和關鍵技術的解決方案。同時，以Atmel公司的ARM9芯片AT91RM9200和Altera公司的FPGA芯片EP1C6Q240C8為核心實現(xiàn)了系統(tǒng)的硬件邏輯和電

5、路設計。通過Windows和Linux操作系統(tǒng)下的聯(lián)合編程，完成了ARMLinux下的采集驅動程序設計、Linux下的服務應用程序設計以及PCwindows下的采集軟件設計工作。最后，基于本論文開發(fā)的系統(tǒng)平臺，針對系統(tǒng)的實時性、快速性、可靠性與穩(wěn)定性做了大量實驗和結果分析，并與現(xiàn)有系統(tǒng)進行了全面的性能比較。實驗表明，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、強核輻射環(huán)境下的多點實時數(shù)據(jù)采集的難題，還為未來的工業(yè)CT