藻類含量測量儀的設計與實現

　　(3)對數據采集卡FCFR-USB2027的控制。在便攜式電腦上安裝信號采集卡FCFR-USB2027的設備驅動，上位機軟件通過調用數據采集卡動態鏈接庫的函數來實現對數據采集卡的操作。

　　(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

　　軟件通過數據采集卡FCFR-USB2027對熒光信號進行采集后，將對應3個LED的含有噪聲的熒光信號數據存儲到3個文件中。在進行信號處理時，軟件將3組數據提取出來，依次與標準的888.2Hz正弦信號的離散數據進行互相關運算，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3個LED的熒光信號的幅值。

　　設我們采集到的信號為x(n)，調制頻率標準正弦信號為是s(n)，二者的互相關函數為：

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

　　經過3次互相關運算，我們就得到對應超高亮LED陣列的3個LED的3個熒光信號強度F₁，F₂，F₃。而F₁，F₂，F₃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。

　　結語

　　本文采用正弦調制、高速USB數據采集卡和離散信號軟件處理的儀器方案，基于葉綠素熒光效應，完成了藻類含量測量儀的設計與實現，詳述了儀器的系統結構及儀器各部件的設計以及上位機軟件的設計。

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