[发明专利]一种基于FPGA的便携式电阻抗成像系统及其工作方法

摘要

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。

主权项

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)。