打印
[应用相关]

电阻抗层析成像与STM32设计

[复制链接]
楼主: 東南博士
手机看帖
扫描二维码
随时随地手机跟帖
21
東南博士|  楼主 | 2019-5-10 15:12 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览

使用特权

评论回复
22
東南博士|  楼主 | 2019-5-10 15:13 | 只看该作者

使用特权

评论回复
23
東南博士|  楼主 | 2019-5-10 15:31 | 只看该作者
    衡量EIT成像系统好坏的一个重要指标可由各测量通道的一致性来决定。系
统各通道的一致性均会受到系统中电极阵列、电极阵列导联线、多路选通模块及
数据采集模块等的影响。通道一致性能够很大程度上提高系统的测量精度,较差
的通道一致性会直接影响系统,造成很大的成像误差。
    实验采用相邻激励相邻测量的模式。其原理是向一对相邻的电极注入激励电
流,测量其他相邻电极上的电压,然后按一定的方向向下一对相邻电极中注入激
励电流,测量其他相邻电极上的电压。依次循环,直至所有的相邻电极都注入过
激励电流。本论文采用16个电极阵列的系统,依次测量数可以得到I 6*(I 6-3)=208
个电压值。
    系统通道一致性测试条件:
    令被测物场:外径20 cm,内径18.5 cm。高度20 cm的圆柱形水槽;
    令介质分布:电导率为0.40 Sm"’的Nacl溶液。
    令电极阵列:1G块2 cm * I cm的方形电极;
    令采样率:l OMEIz的采样率;
    令激励信号:峰峰值为2V,频率为5 KHz的正弦信号;
    假设被测物场年内的电导率均匀分布,则相邻电极间的电位差分布相对于激
励电极左右对称,测得的电压值呈现出U型曲线,且各个U型曲线完全相同。
但受实际各方面的因素影响,并不能做到完全相同。其实验测得空场值曲线如图
5-2所示:

使用特权

评论回复
24
東南博士|  楼主 | 2019-5-10 15:32 | 只看该作者

使用特权

评论回复
25
東南博士|  楼主 | 2019-5-10 15:34 | 只看该作者

使用特权

评论回复
26
東南博士|  楼主 | 2019-5-10 15:34 | 只看该作者
    为了保证人体肺呼吸过程的实时监测及成像图像的动态显示,信号采样频率
必须大于24帧/秒。为了验证系统的采样频率,实时性能是EIT系统的一个重要
技术指标,而本系统正是从数字化与实时性的用度入手来设计整套方案,其主要
设计目标之一就是提高系统的数据采集速率〔6川。
    本系统完成一帧采样,多路选通模块需要切换32次测量通道,每次切换通
道光祸继电器稳定切换耗时为310 us!  32次切换总耗时为9.92 ms,同时每次切
换后AD采集10个周期的激励信号,在FPGA内进行数字信号计算,所以耗时
与激励信号频率有关。在下表列出不同激励频率下的采集速度:

使用特权

评论回复
27
東南博士|  楼主 | 2019-5-10 15:34 | 只看该作者

使用特权

评论回复
28
東南博士|  楼主 | 2019-5-10 15:35 | 只看该作者

使用特权

评论回复
29
東南博士|  楼主 | 2019-5-10 15:35 | 只看该作者

使用特权

评论回复
30
東南博士|  楼主 | 2019-5-10 15:36 | 只看该作者
    通过图5-5比较可以看出,在5 KHz的激励频率下,使用相同算法,新系统
采集的数据所成图像与旧系统采集的数据所成图像相比,具有较少的伪影和较小
的相对误差。同时,在大于10 KHz的激励频率下,旧系统己经无法满足成像要
求,因为当激励频率达到一定频率的时候,使得NI采集卡在数据采集中的采样
点较少,采集的数据精度不高,从而导致图像无法重建。
    新系统在采集性能上远远高于旧系统,可以看出随着激励频率的变化,被测
物场内的阻抗特性也随之发生了变化。当激励频率达到一定频率的时候,重建的
图像会出现质量下降。在当前实验环境下,经过多次实验,且根据电阻抗分布特
性,得到最佳的工作频率段为5 KHz至100 KHz o

使用特权

评论回复
31
東南博士|  楼主 | 2019-5-10 15:36 | 只看该作者
    与Nacl溶液的电导率相比,琼脂块的电导率高于Nacl溶液的电导率,尼龙
棒的电导率低于Nac!溶液的电导率,所以在重建的图像中琼脂块的位置为蓝色
部分,尼龙棒的位置为红色部分,可以清晰的区别出尼龙棒和琼脂块的位置。

使用特权

评论回复
32
東南博士|  楼主 | 2019-5-10 15:37 | 只看该作者

使用特权

评论回复
33
東南博士|  楼主 | 2019-5-10 15:38 | 只看该作者

使用特权

评论回复
34
東南博士|  楼主 | 2019-5-10 15:39 | 只看该作者

使用特权

评论回复
35
東南博士|  楼主 | 2019-5-10 15:41 | 只看该作者
    在电阻抗层析成像的研究基础上,采用模块化的思维,设计出一套基于
FPGA和STM32双核心控制芯片的动态电阻抗层析成像硬件系统。该硬件系统
主要包括激励源模块、多路选通模块和高速数据采集模块三个部分。其中,激励
源模块可提供多频激励,能更好的满足生物医学成像的需要;由光藕继电器构建
开关矩阵结构的多路选通模块,保证了微弱信号无失真传输的同时,也大大增强
了系统的扩展性和自由性;数据采集模块利用 FPGA芯片完成对高速AD9248芯
片的驱动控制和采集数据,同时以STM32芯片作为主控芯片,完成了多路选通
和网络通信接口程序的设计,两者结合,充分发挥FPGA运行速度快和STM32
外设资源丰富的优势。最后通过对硬件系统的整体测试,将采集的数据传递给上
位机进行图像重建,证明了所设计系统的性能稳定,能够满足测量要求,同时也
证明了该系统用于肺功能动态成像的可行性。

使用特权

评论回复
36
643757107| | 2019-5-10 22:05 | 只看该作者
博士研究的真高深。

使用特权

评论回复
37
643757107| | 2019-5-10 22:05 | 只看该作者
博士研究的真高深。

使用特权

评论回复
38
643757107| | 2019-5-10 22:05 | 只看该作者
内容太高级了,貌似我用不到。

使用特权

评论回复
39
東南博士|  楼主 | 2019-5-11 08:32 | 只看该作者
这种 一般估计 还处于 理论研究阶段。。。

使用特权

评论回复
40
stm32chenzhi| | 2020-2-17 13:31 | 只看该作者
请问这个能用stm32加ad芯片做一个简易的eit测试系统吗?

使用特权

评论回复
发新帖 我要提问
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则