专利汇可以提供一种基于FPGA的便携式电阻抗成像系统及其工作方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种基于FPGA的便携式 电阻 抗成像 系统及其工作方法,主要根据不同 生物 组织 或相同生物组织处于不同生理状态时所具有的电导率不同的特性进行成像,反应组织内部电导率分布信息。本发明采用基于ZYNQ系列的FPGA芯片的Red pitaya开发板套件作为核心,嵌入式主控中运行Red pitaya OS,板载无线/有线网络模 块 、DDS 信号 发生器、信号调理模块、运放和滤波 电路 以及 数据采集 电路,再搭配压控恒流源、基于C51的可变通道数量的模拟多路复用器、 电极 传感器 作为外围测量设备组成。使用PC端STEM lab开发环境、Matlab 软件 实现高 精度 、信息化、智能化生物组织信息检测。在充分考虑EMC等问题,本发明提出一种高成像 质量 、高准确率、便携式的解决方案。,下面是一种基于FPGA的便携式电阻抗成像系统及其工作方法专利的具体信息内容。
1.一种基于FPGA的便携式电阻抗成像系统,其特征在于:包括硬件部分和软件部分,所述硬件部分包括依次连接的PC机、Red pitaya开发板、压控恒流源模块、模拟多路复用器模块以及电极传感器阵列,所述软件部分包括Red pitaya OS系统、PC操作系统、STEM lab、以及MATLAB软件之间的通信与数据传输;
所述PC机(1)通过Red pitaya开发板板载网卡(3)与开发板主控芯片FPGA(5)进行通信,所述PC机作为上位机发出指令并运行Matlab软件对采集到的数据进行处理与完成图像重构,FPGA(5)作为开发板主控芯片,内嵌Cortex-A9的ARM处理器,运行Red pitaya OS系统,板载外设分为DAC电路(6)、IO扩展接口(7)以及ADC电路(8),所述DAC电路(6)包括10位
125Mhz的高速DAC,以及相应的滤波、放大电路,用以产生激励正弦电压信号;IO扩展接口(7)用于将FPGA(5)与多路复用器模块模块(10)相连接;ADC电路(8)包括10位125Mhz的高速ADC,以及相应的滤波、放大电路,用以采集电压信号并上传FPGA(5)。
2.如权利要求1所述的基于FPGA的便携式电阻抗成像系统,其特征在于:所述Red pitaya OS系统作为主控。
3.如权利要求1所述的基于FPGA的便携式电阻抗成像系统,其特征在于:利用Red pitaya开发板板载10位125Mhz高速DAC生成正弦波信号用于激励。
4.如权利要求1所述的基于FPGA的便携式电阻抗成像系统,其特征在于:利用Red pitaya开发板板载10位125Mhz高速ADC采集信号。
5.如权利要求1所述的基于FPGA的便携式电阻抗成像系统,其特征在于:Red pitaya开发板与PC机通过有线/无线网络互联。
6.权利要求1所述的基于FPGA的便携式电阻抗成像系统,其特征在于:使用STEM lab软件实现开发板FPGA与PC机进行通讯。
7.权利要求1所述的基于FPGA的便携式电阻抗成像系统,其特征在于:使用Matlab软件实现数据处理与EIT层析成像。
8.一种如权利要求1-7中任意一项所述的基于FPGA的便携式电阻抗成像系统的工作方法,其特征在于:步骤如下:
由Red pitaya开发板板载DAC电路发出的正弦电压信号经由压控恒流源模块(9)转变为正弦电流信号,并通过多路复用器模块(10)输出到电极传感器阵列(11)中的任意两个电极,这两个电极作为激励电极,激励待测物体并在物体内部产生电场,同时电极传感器阵列(11)的其他电极作为测量电极经由多路复用器模块(10)选通至ADC电路(8),ADC电路(8)采集由激励电极产生的电场信息,当所有测量电极的电场信息采集完毕并上传至FPGA(5)中后,多路复用器模块(10)按顺时针或逆时针顺序选通下两个电极作为激励电极,包括第一次测量中的激励电极在内的其他电极作为采集电极,完成所有需要的电场信息的采集,FPGA5得到上述所有信息后上传至PC机(1),PC机(1)中的Matlab程序对采集到的数据进行FFT处理,得到最终成像需要的电压信息,将该信息导入到Matlab内部的图像重构程序内,配合仿真得到的敏感矩阵,最终完成图像重构。
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