基于FPGA的大气气溶胶激光扫描成像控制系统设计*

李天冉, 董理, 李守业, 胡茂海, 韩永

集成电路与嵌入式系统 ›› 2023, Vol. 23 ›› Issue (10) : 77-80.

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基于FPGA的大气气溶胶激光扫描成像控制系统设计*

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Design of Atmospheric Aerosol Laser Scanning Imaging Control System Based on FPGA

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摘要

大气气溶胶中物质信息复杂多样,为更好地采集其中的颗粒粒径等信息,设计了一种基于FPGA的便携式激光扫描成像装置,该装置控制系统包括FPGA芯片、DAC模块、ADC模块、振镜系统、RS485串行通信以及网络图像传输模块等。由上位机发送指令,两路DAC模块输出电压信号控制振镜在相互垂直方向进行全局扫描,结合光学成像系统对大气气溶胶样品扫描成像。实验结果表明,该控制系统能够实现精准激光飞点扫描及光电信号转换并完成扫描图像数据高速传输,满足了大气气溶胶颗粒粒径快速、高分辨率采集的需求。

Abstract

The material information in atmospheric aerosol is complex and diverse.In order to better collect the particle size information in atmospheric aerosol,a portable laser scanning imaging device based on FPGA is designed.The control system of the device includes FPGA chip,DAC module,ADC module,vibrating mirror system,485 serial communication and network image transmission module.The upper computer sends instructions,and two DAC modules output voltage signals to control the galvanometer to scan globally in mutually perpendicular directions.Combined with the optical imaging system,the atmospheric aerosol samples are scanned and imaged.The experiment results show that the control system can realize accurate laser flying spot scanning and photoelectric signal conversion,and complete high-speed transmission of scanned image data,which meets the requirements of rapid and high-resolution collection of atmospheric aerosol particle size.

关键词

控制系统 / FPGA / 大气气溶胶 / 振镜扫描 / AD53201

Key words

control system / FPGA / atmospheric aerosol / vibrating mirror scanning / AD53201

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李天冉, 董理, 李守业, . 基于FPGA的大气气溶胶激光扫描成像控制系统设计*[J]. 集成电路与嵌入式系统. 2023, 23(10): 77-80
Li Tianran, Dong Li, Li Shouye, et al. Design of Atmospheric Aerosol Laser Scanning Imaging Control System Based on FPGA[J]. Integrated Circuits and Embedded Systems. 2023, 23(10): 77-80
中图分类号: TN202 (设计)    TN791   

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基金

* 国家自然科学基金项目(42027804)
国家自然科学基金项目(41775026)
国家自然科学基金项目(41075012)

编辑: 薛士然
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