基于FPGA的水体悬浮物浓度测量系统研究

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liufuru
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
水是生命之源,在人类社会和生产发展中不可或缺。但是,随着社会生产力的高速发展和城市化进程的加速,水环境污染问题日益严重,已经引起了各国的广泛关注。其中,悬浮物浓度(Suspended Solids Concentration,以下简称SSC)是水环境质量的重要影响因素之一,也是环境监测的一项重要指标。如何高效准确地获取水体中的SSC等水质影响因素的信息,以便更好地监测水质情况,已经成为环境监测中的一项重要任务。传统的过滤称重法以及常用的声学法、光学法和遥感技术等估计或测量SSC的方法具有测量条件要求高、不能实时监测或者成本较高等问题。针对这一问题,本文提出了一个基于FPGA测量SSC的水声探测系统,该系统能实现任意信号的收发,并利用超声功率谱估计监测SSC相对分布情况以及估计悬浮物线度相对大小。具体内容包括:1.介绍了水声探测系统相关基础知识,重点介绍基于FGPA的信号发生器设计流程、实现原理及过程;阐述了功率谱估计的基本理论,对经典功率谱估计算法和现代功率谱估计的AR参数模型进行了分析说明;2.设计了一个具有收发任意信号功能的水声硬件系统,该系统包括FPGA、数模模数转换器、功率放大器、水声换能器等硬件装置和模块;结合开发工具Quartus II,利用不同频段的测量信号进行数据收发实验,实现了测量信号经过不同水环境的数据收发和采集存储功能,验证了该设计方案的有效性;3.提出了利用功率谱估计得到SSC的相对分布以及悬浮物线度相对大小的原理和方法,并根据实验测量数据,利用MATLAB集成该算法构建一个方便使用的用户界面,对采集到的数据进行功率谱估计以获取悬浮物系统特性以及输出仿真结果。输出结果表明,本文基于FPGA的水体SSC探测系统能测量SSC的相对分布以及悬浮物线度的相对大小。
其他文献
“让所有的学生感受到快乐”是活力课堂构建的目的,也是教育的价值体现。所以,在素质教育思想的影响下,教师要通过多种活动的组织来引导学生进行自主学习、自主操作、自主探究,让
文章论述了农村配电变压器的运行特点,分析了它的几项主要参数,节能运行的可行性,指出几种引起损坏的原因和预防措施。
当今单一的、程式化的作文教学使得写作这种创造性表述过程却成为约束学生思维的过程。学生的所见所闻、所思所感以文字的形式呈现出来,这就需要我们多管齐下,多渠道入手,细
在如今消费文化日趋丰富与多元的今天,大众传媒也随之发生了变化。本文以《中国好声音》为例,从传播学角度浅谈在消费文化视野下,受众需求发生变化的同时,大众传媒的娱乐化。
加强教辅队伍建设、推进服务方式创新是高校建设与发展过程中迫切需要研究的课题。嵌入式服务是推进高校教辅队伍建设的有效途径,它可以稳定教辅队伍,提高其业务能力、团结协
分辨率是反映图像信息丰富度的重要度量,高分辨率的图像在很多领域有着重要的意义。单幅图像超分辨率是指由一幅低分辨率的图像重建出高分辨率图像的技术,是图像复原领域的研
《义务教育课程标准(2011版)》指导下编写的小学数学教材与实验版比较,整理和复习的内容增多,形式也更加丰富。但当前小学数学课堂教学改革更多地关注新授课、练习课,在实际的教学
研究了酿酒葡萄‘赤霞珠’(Cabernet Sauvignon)整个生育期内N、P和K的动态变化及养分需求量。结果表明:葡萄叶片中N和P浓度变化较大,浆果膨大期至着色期,叶中N和P的浓度相对
地图是地理学科特有的语言,蕴含着丰富的地理信息,是地理教材重要的组成部分。教学中教师应充分利用图像资源,挖掘图像内涵,以图为媒介来设计活动,提高教学实效性,落实课标。
“书”——这一传统的知识源泉,在现代化电子网络横行的今天已经被弃之千里了。孩子们除了读课堂上要学的课本,基本脱离了书的世界。通过调查,发现45%的学生阅读能力差,阅读