本發(fā)明專利屬于一種便攜式地物光纖光譜儀，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的無(wú)線采集、可視化測(cè)量以及跨平臺(tái)控制的功能，具體是一種跨平臺(tái)的無(wú)線采集可視化的便攜式地物光纖光譜儀。
背景技術(shù)：
我國(guó)幅員遼闊，地大物博，礦產(chǎn)資源豐富，湖泊、海洋、農(nóng)作物種植面積和森林植被的覆蓋面積也非常遼闊。雖然我們可以通過衛(wèi)星遙感獲取礦藏，湖泊、海洋、農(nóng)作物及森林植被的信息，但這些信息往往較粗，我們需要對(duì)這些礦物、湖泊、海洋、農(nóng)作物及森林植被進(jìn)行實(shí)地監(jiān)測(cè)，因而非常需要一種快速的實(shí)地探測(cè)工具。
目前的地物光譜儀主要有美國(guó)asd公司的fieldspec系列，美國(guó)svc公司hr系列和美國(guó)sei公司的psr和sr系列等。這些地物光譜儀的波長(zhǎng)范圍大都是350-2500nm，由兩到三個(gè)通道拼接而成。其中可見光通道(350-1000nm)均采用一個(gè)512像素的si(硅)陣列探測(cè)器，近紅外通道則采用一到兩個(gè)256像素的ingaas(銦鎵砷)探測(cè)器拼接而成。而asd公司的fieldspec系列地物光譜儀的近紅外通道采用兩個(gè)單點(diǎn)ingaas探測(cè)器配合掃描光柵的方法實(shí)現(xiàn)1000-2500nm波長(zhǎng)范圍的掃描測(cè)量，單次測(cè)量時(shí)間較長(zhǎng)(需100ms)，并且隨著時(shí)間的推移，這些運(yùn)動(dòng)的光學(xué)元器件容易損壞，造成高昂的維護(hù)費(fèi)用。此外，這些地物光譜儀都需要專門的操作終端，使得測(cè)試控制、數(shù)據(jù)獲取和數(shù)據(jù)分析都變得較為復(fù)雜。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的在于提供一種跨平臺(tái)支持的便攜式地物光纖光譜儀，具有無(wú)線數(shù)據(jù)采集的能力，無(wú)需任何數(shù)據(jù)連接線纜，方便地物光譜數(shù)據(jù)的采集。在記錄地物光譜數(shù)據(jù)的同時(shí)可以同步記錄可見光照片和地理位置信息，便于后期海量地物光譜數(shù)據(jù)的整理和分析。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：設(shè)計(jì)一種跨平臺(tái)的無(wú)線采集可視化的便攜式地物光纖光譜儀，其特征在于主要包括：ccd可視化模塊、地物標(biāo)準(zhǔn)探頭、一分二光纖、可見光光譜儀、近紅外光譜儀、第一電路板、第二電路板、嵌入式模塊、gps模塊、無(wú)線模塊和供電系統(tǒng)；所述ccd可視化模塊的控制端與嵌入式模塊電連，地物標(biāo)準(zhǔn)探頭的控制端接一分二光纖的總線上，一分二光線的兩個(gè)分支分別與可見光譜儀、近紅外光譜儀連接；可見光譜儀通過第一電路板與嵌入式模塊電連接，近紅外光譜儀通過第二電路板與嵌入式模塊電連接；所述嵌入式模塊還設(shè)置有兩個(gè)通道分別與gps模塊、無(wú)線模塊電連接，所述gps模塊、無(wú)線模塊接入到供電系統(tǒng)上；
所述地物標(biāo)準(zhǔn)探頭上設(shè)置有一個(gè)2048像素的陣列探測(cè)器和一個(gè)512像素的ingaas探測(cè)器。
本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：
1、由于采用了微型光纖光譜儀作為核心器件，大大提高了測(cè)量速度，體積小重量輕，兼顧測(cè)量精度的同時(shí)具有很好的便攜性。
2、具備基于網(wǎng)頁(yè)式的嵌入式控制模塊，因而具有跨平臺(tái)支持的能力，使得任何具有無(wú)線接收功能的操作終端都可操作控制光譜采集(如智能手機(jī)、平板電腦、筆記本和計(jì)算機(jī)等)，大大方便了地物光譜數(shù)據(jù)的采集。
3、內(nèi)置的無(wú)線模塊，使得控制終端和設(shè)備主機(jī)之間無(wú)需任何數(shù)據(jù)連接線纜，在50米范圍內(nèi)操作流暢，適合野外測(cè)量應(yīng)用。
4、內(nèi)置的ccd模塊，可以實(shí)現(xiàn)可視化測(cè)量，在采集地物光譜的同時(shí)自動(dòng)記錄當(dāng)前被測(cè)目標(biāo)的可見光照片。內(nèi)置的gps模塊可以同步記錄地理位置信息， 為后期進(jìn)行地物光譜數(shù)據(jù)的分析處理提供了很好的篩選依據(jù)。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明地物光纖光譜儀一種實(shí)施例的主要部件連接關(guān)系示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)說(shuō)明。
一種跨平臺(tái)的無(wú)線采集可視化的便攜式地物光纖光譜儀(簡(jiǎn)稱地物光纖光譜儀，參見圖1)，其特征在于主要包括：ccd可視化模塊1、地物標(biāo)準(zhǔn)探頭2、一分二光纖3、可見光光譜儀4、近紅外光譜儀5、第一電路板6、第二電路板7、嵌入式模塊8、gps模塊9、無(wú)線模塊10和供電系統(tǒng)11。所述ccd可視化模塊1的控制端與嵌入式模塊8電連，地物標(biāo)準(zhǔn)探頭2的控制端接一分二光纖3的總線上，一分二光線3的兩個(gè)分支分別與可見光譜儀4、近紅外光譜儀5連接?？梢姽庾V儀4通過第一電路板6與嵌入式模塊8電連接，近紅外光譜儀5通過第二電路板7與嵌入式模塊8電連接。所述嵌入式模塊8還設(shè)置有兩個(gè)通道分別與gps模塊9、無(wú)線模塊10電連接，所述gps模塊9、無(wú)線模塊10接入到供電系統(tǒng)11上。
所述地物標(biāo)準(zhǔn)探頭2上設(shè)置有一個(gè)2048像素的陣列探測(cè)器和一個(gè)512像素的ingaas探測(cè)器。
所述可見光光譜儀4為采集350-1000nm的地物光譜，其通道與地物標(biāo)準(zhǔn)探頭上2048像素的陣列探測(cè)器對(duì)接。
所述近紅外光譜儀5采集1000-2500nm的地物光譜，其通道與地物標(biāo)準(zhǔn)探頭上512像素的ingaas探測(cè)器對(duì)接。
所述一分二光纖3用于傳輸?shù)匚锕庾V信號(hào)。
所述嵌入式模塊8能夠?qū)崿F(xiàn)基于網(wǎng)頁(yè)式的交互控制。
所述ccd可視化模塊1用于記錄可見光照片。
所述gps模塊9用于記錄地理位置信息。
所述無(wú)線模塊10用于數(shù)據(jù)傳輸和交互控制，如藍(lán)牙模塊、zigbee無(wú)線模塊或wifi模塊。
所述供電系統(tǒng)用于設(shè)備電源供電。
所述可見光光譜儀4、近紅外光譜儀5均為微型光纖光譜儀，具有高靈敏度和低雜散光的特點(diǎn)，通過一分二寬波段光纖3與地物標(biāo)準(zhǔn)探頭2連接。本發(fā)明地物光纖光譜儀內(nèi)置高速快門，可用于野外實(shí)時(shí)扣除暗噪聲。
本發(fā)明地物光纖光譜儀工作流程為：設(shè)備開啟后，使用任何具有無(wú)線接收功能的操作終端(如智能手機(jī)、平板電腦、筆記本和計(jì)算機(jī)等)與設(shè)備主機(jī)建立連接(即嵌入式模塊8)，找到合適的測(cè)試地點(diǎn)或確定待測(cè)樣本后，將地物標(biāo)準(zhǔn)探頭2對(duì)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)參考白板，在控制終端點(diǎn)擊校準(zhǔn)，這時(shí)地物光纖光譜儀會(huì)自動(dòng)記錄暗背景數(shù)據(jù)和白參考數(shù)據(jù)。然后將探頭對(duì)準(zhǔn)待測(cè)目標(biāo)，在控制終端點(diǎn)擊測(cè)試，地物光纖光譜儀會(huì)開始地物光譜數(shù)據(jù)采集，并同時(shí)記錄下待測(cè)目標(biāo)的可見光照片和當(dāng)前地理位置信息。所有的測(cè)試數(shù)據(jù)文件都將被自動(dòng)保存到設(shè)備主機(jī)內(nèi)的大容量閃存卡內(nèi)，測(cè)試完成后，可通過無(wú)線網(wǎng)絡(luò)下載到本地計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理。
本發(fā)明跨平臺(tái)的無(wú)線采集可視化的便攜式地物光纖光譜儀是一種全新的全部采用陣列式探測(cè)器的地物光譜儀，波長(zhǎng)范圍覆蓋350-2500nm，由兩個(gè)通道拼接而成。其中可見光通道(350-1000nm)采用一個(gè)2048像素的陣列探測(cè)器，因而具有更好的光譜分辨率和更精細(xì)的數(shù)據(jù)采樣間隔。近紅外通道則采用一個(gè)512像素的ingaas探測(cè)器，結(jié)合二階熱電制冷技術(shù)，大大降低了近紅外探測(cè)器的熱噪聲，提高了信噪比和數(shù)據(jù)穩(wěn)定性。由于我們?cè)谶@種地物光譜儀主機(jī)內(nèi)部控制電路內(nèi)置了基于網(wǎng)頁(yè)式的嵌入式模塊8，使得任何具有無(wú)線接收功能的操作終端都可操作控制光譜采集(如智能手機(jī)、平板電腦、筆記本和計(jì)算機(jī)等)，而無(wú)需專門的控制終端和任何數(shù)據(jù)傳輸線纜，也無(wú)需在任何操作終端上預(yù)裝任 何軟件，大大方便了地物光譜數(shù)據(jù)的采集。此外，內(nèi)置的ccd可視化模塊1，可以實(shí)現(xiàn)可視化測(cè)量，在采集地物光譜的同時(shí)自動(dòng)記錄當(dāng)前被測(cè)目標(biāo)的可見光照片。內(nèi)置的gps模塊可以同步記錄地理位置信息，這些都為后期進(jìn)行地物光譜數(shù)據(jù)的分析處理提供了很好的篩選依據(jù)。
以上對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但所述內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。凡依本發(fā)明申請(qǐng)范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本發(fā)明的專利涵蓋范圍之內(nèi)。