1浙江林学院信息工程学院课 程 实习 报 告课程名称： 嵌入式系统及其应用 课程编号： 05031004 题 目： 基于嵌入式系统的病虫害检测组 长： 吴琰文 成 员： 沈丽君 康嘉星 杨寄托 何李指导教师： 胡军国 2010 年年 7 月月 10 日日2目目 录录13.1 实验目的.2 13.2 准备知识.2 13.2.1 木材无损检测行业概述 .2 13.2.2 木材无损检测技术的发展 .3 13.2.3 树木内部缺陷无损检测的方法.4 13.2.4 为何选用应力波测量： .5 13.3 实验内容.6 13.3.1 仪器的选择.6 13.3.2 应力波.7 13.3.3 弹性模量.8 13.3.4 硬件系统框图.9 13.3.5 基本原理与方法.10 13.3.6 硬件模块设计.10 13.3.6.1 模拟信号处理模块 .11 13.3.6.2 数字信号处理模块 .12 13.3.6.3 电源模块设计 .13 13.3.7 软件系统框图.15 13.3.7.1 单片机软件设计 .16 13.3.8 具体操作.22 13.4 实验指导.22 13.4.1 实验结果及其分析 .23 13.4.1.1 设备调试.23 13.4.1.2 木材缺陷检测实验 .26 13.4.1.3 实验结果对比分析 .27 13.5 实验练习.30 13.6 总结.30 13.7 任务分配.31313.1 实验目的实验目的（1）了解木材无损检测行业的某些行情（2）了解嵌入式系统的应用（3）了解应力波检测方法13.2 准备知识准备知识13.2.1 木材无损检测行业概述木材无损检测行业概述木材无损检测行业是一个新兴的、综合性的木材非破坏性检测行业，从 20 世纪 50 年代开始发展起来，近十几年才得到迅速发展。它的发展得益与人们认识到环境保护的重要性。政府也出台了一系列关于环境保护的法律法规，例如中华人民共和国环境保护法 、中华人民共和国森林法等。而且中华人民共和国环境保护法第三章 保护和改善环境第十七条 明确指出“各级人民政府对具有代表性的古树名木，应当采取措施加以保护” 。而古树名木的保护自然也离不开木材无损检测技术的不断发展。再加上“国际木材无损检测大会”的推动，更使得木材无损检测行业将会在未来几年内不断壮大。1960 年到 2010 年十年间木材无损检测技术在木材检测中所占比率的增长40%10%20%30%40%50%60%70%1950年后每十年的增长率1960 1970 1980 1990 2000 201013.2.2 木材无损检测技术的发展木材无损检测技术的发展传统的木材物理、力学性质大都是采用检测仪器或力学试验机对规定尺寸的木材试样进行加载、烘干方式进行检测(如用称量法、万能力学实验机等)，木材缺陷的检测大多是用人工的方法。这些方法检测时间长、条件苛刻、稳定性差及准确度低，甚至还得将木材试样破坏后进行检测，所以这些检测方法已不能满足木材生产中非破坏性快速检测和持续检测的需要。发达国家如美国、日本、德国等对木材检测技术十分重视，而且在将超声波、射线、微波等无损检测技术应用到木材物理性质、生长特性、力学性质及木材缺陷等检测方面已经取得一定的成绩，研究出多种无损检测手段，并通过实验取得了较好的成果。随着电子、光学和计算机技术的不断发展，特别是经过近 40 多年的研究，林业发达国家在木材缺陷无损检测研究方面取得了许多研究成果，目前应用到木材性质检测的无损检测技术己达几十种，如射线检测、微波检测、红外线检测法、超声波检测、机械应力检测、声发射检测、核磁共振检测、光学检测和其5他多种检测方法等。与其它木材无损检测技术（如工业 CT、X 射线、核磁共振检测法等）相比，应力波无损检测技术成本低，使用方便、不受木材尺寸和形状的影响，不损坏被测木材，在传感器与被测木材之间不需任何的耦合剂，受到林业研究人员和业界的广泛关注。国外已经广泛使用应力波技术检测木材性质(如弹性模量等)。然而，我国对于应力波在木材腐朽，特别是原木内部缺陷的应用方面研究较少，基于应力波技术的木材无损检测仪器主要依靠从国外进口，价格昂贵.。因此，研发并生产木材无损检测仪器便具有非常大的意义。13.2.3 树木内部缺陷无损检测的方法树木内部缺陷无损检测的方法（1）基于可见光（包括图像处理） 、近红外方法的光谱处理技术光谱图像分析技术是光学、化学计量学、计算机技术、光谱数据处理和数据关联技术等的综合，因为光谱能够直接反映分子内部结构和运动状态，特征性强，灵敏度高，对气、液、固态样品都适用，制样方法简单，样品用量少，测试时间短，尤其是傅立叶变换红外光谱仪，在不到 1s 内能扫描一张谱图，可以追踪快速变化过程，它被广泛地应用到工业、农业、科学研究中。该技术也有其缺点，比如在近红