藻类含量测量仪的设计与实现

　　(3)对数据采集卡FCFR-USB2027的控制。在便携式电脑上安装信号采集卡FCFR-USB2027的设备驱动，上位机软件通过调用数据采集卡动态链接库的函数来实现对数据采集卡的操作。

　　(4)信号处理和水体样品中3种藻类含量的计算。

　　信号处理和藻类含量计算方法

　　软件通过数据采集卡FCFR-USB2027对荧光信号进行采集后，将对应3个LED的含有噪声的荧光信号数据存储到3个文件中。在进行信号处理时，软件将3组数据提取出来，依次与标准的888.2Hz正弦信号的离散数据进行互相关运算，则将含有噪声的荧光信号中的有效信号提取出来，得到了对应3个LED的荧光信号的幅值。

　　设我们采集到的信号为x(n)，调制频率标准正弦信号为是s(n)，二者的互相关函数为：

　　取N为某一较大的数值，依次取m=0，1，2，3…即求得x(n)与s(n)的离散互相关函数R_xs(m)，R_xs(m)幅值的一半即为荧光信号幅值。

　　经过3次互相关运算，我们就得到对应超高亮LED阵列的3个LED的3个荧光信号强度F₁，F₂，F₃。而F₁，F₂，F₃与3种藻类的浓度c₁，c₂，c₃满足：

　　解三元一次方程组可得：

　　软件流程

　　上位机软件流程图如图4和图5示。

　　结语

　　本文采用正弦调制、高速USB数据采集卡和离散信号软件处理的仪器方案，基于叶绿素荧光效应，完成了藻类含量测量仪的设计与实现，详述了仪器的系统结构及仪器各部件的设计以及上位机软件的设计。

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