本发明属于光学成像技术领域，具体涉及一种基于线阵探测器的在线和离线光谱数据采集装置。
背景技术：
光谱成像技术已经成为水质分析的重要方法，并且这项技术较传统的化学方法更加快速、便捷和准确。如何快速准确地检测出水中某些物质的含量，对于环境监测以及污染防治具有十分重要的意义。
利用光谱法进行水质分析的一项关键技术就是将光信号转换成电信号，再转换成数字信号。
现有技术中，公开号为107782531a的发明专利，介绍了一种线阵ccd光谱分辨率检测系统，系统处理器为stm32系列单片机，数据通过usb传输到上位机进行处理；
现有公开号为107643123a的发明专利，介绍了一种微型光谱仪的ccd检测系统，采用cpld器件与usb2.0接口芯片配合，完成光谱数据采集；
现有公开号为101949830a的发明专利，介绍的采集系统控制芯片为fpga，采集到的信号通过usb接口传输到计算机中。
但是，以上三种现有的光谱数据采集装置存在以下技术问题：
转换的结果均通过usb传输至上位机，传输距离受usb传输距离的限制，遇到海底或者一些传输距离长的应用场景，现有的光谱数据采集装置如法满足长距离采集使用要求。
现有采集系统均以在线形式将采集的光谱数据传输至上位机，然后进行数据处理，无实现法片上处理以及将处理结果离线存储，现有的光谱数据采集装置如法满足离线使用要求。
现有每种光谱数据采集装置中所用的探测器相对固定，因此探测时仅能对固定波长范围的光谱进行探测，无法对各种波长的光谱进行灵活探测。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种基于线阵探测器的在线和离线光谱数据采集装置，用以克服现有光谱数据采集装置仅能对固定波长范围的光谱进行探测，无法对各种波长的光谱进行灵活探测的缺陷。
为解决上述技术问题，本发明的技术解决方案是：
一种基于线阵探测器的在线和离线光谱数据采集装置，其特殊之处在于：包括信号处理转接板、信号处理核心单元、探测器驱动电路板、探测器转接板以及传输接口；
信号处理核心单元、探测器驱动电路板均通过连接插座安装在信号处理转接板上，探测器通过探测器转接板与探测器驱动电路板连接；传输接口安装在信号处理转接板上，探测器驱动电路板可灵活的进行更换，从而该装置能够适用于不同物质的波长要求、以及对灵敏度的要求。
需要说明的是：
信号处理核心单元用于系统工作环境的建立、信号处理和系统控制；
信号处理转接单元用于作为系统的母板、连接信号处理核心电路板、探测器驱动电路板以及提供系统供电；
传输接口用于光谱数据输出传输、工作调试状态输出以及上位机控制信号输入。
探测器驱动电路板用于给探测器供电、驱动信号产生、模拟信号接收、模拟信号滤波、模拟信号调理以及模拟数字转换；
探测器转接板用于探测器信号转接和探测器固定安装。
进一步地，为了适用于远距离数据采集的应用场景，所述传输接口为以太网接口。
进一步地，为了能够满足光谱数据的离线采集，该装置还包括安装在信号处理转接板上的存储单元。
进一步地，所述存储单元为sd卡或flash存储器。
进一步地，所述信号处理核心单元包括arm芯片、fpfa芯片以及axi总线；arm芯片和fpfa芯片通过axi总线实现相互连接；信号处理核心单元以arm芯片为中心，fpga芯片为扩展子系统，它们之间通过高效的axi总线实现连接，其中arm芯片用于人机交互和的控制，fpga芯片产生精确的驱动时序信号。
进一步地，为了增加探测器搭载光学系统的灵活性，探测器转接板通过链接排线与探测器驱动电路板电连接。
进一步地，所述探测器为线阵探测器。
本发明的有益效果是：
1、本发明采用模块化思想，探测器驱动电路板采用插装的方式连接在信号处理转接板上，可以灵活更换探测器及驱动电路，克服了无法对各种波长的光谱进行灵活探测的缺陷。
2、本发明中在信号处理转接板安装了以太网接口和存储单元，使得本发明的装置既可以在线实时采集光谱数据、也可以离线在无人值守的嵌入式环境中采集处理，同时在线情况下也能够满足长距离的数据传输。
3、本发明的信号处理核心单元由arm芯片和fpfa芯片构成，fpga产生精确的驱动时序信号,arm芯片大大的提升了数据处理能力。
4、本发明中探测器转接板通过链接排线与探测器驱动电路板电连接，便捷了探测器在光学系统中的安装。
附图说明
图1为本发明实施的结构示意图；
图2为本发明的信号处理核心单元及转接板原理图。
图3为本发明的线阵探测器及其驱动电路原理结构图。
附图标记如下：
1-信号处理转接板；2-信号处理核心单元；3-探测器驱动电路板；4-探测器转接板；5-链接排线；6-存储单元；7-传输接口。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明加以详细说明。
如图1所示，实施例提供一种基于线阵探测器的在线和离线光谱数据采集装置，包括信号处理转接板1、信号处理核心单元2、探测器驱动电路板3、探测器转接板4、传输接口7以及存储单元6；
信号处理核心单元2、探测器驱动电路板3均通过连接插座安装在信号处理转接板1上，探测器通过探测器转接板4与探测器驱动电路板3连接；传输接口7安装在信号处理转接板1上，探测器驱动电路板3可灵活的进行更换，从而该装置能够适用于不同物质的波长要求、以及对灵敏度的要求。
其中，存储单元为sd卡或flash，探测器为线阵探测器，
图2所示，信号处理核心单元2由arm芯片和fpfa芯片构成，其具体的电路结构是:以arm芯片为中心，fpga芯片为扩展子系统，它们之间通过高效的axi总线实现连接；其中arm芯片用于人机交互和的控制，fpga芯片产生精确的驱动时序信号。信号处理转接板提供了系统的供电、系统启动方式选择、功能选择、系统指示、板间连接。
图3所示，信号处理核心单元2配置探测器驱动电路板3上的信号调理电路、数模转换芯片；并产生线阵探测器工作的时序信号、数模转换芯片工作的时序信号、电平转换、将线阵探测器接收到的光谱数据模拟信号进行滤波、调理、然后转换成为数字信号接收到信号处理核心单元中；探测器驱动电路板3与探测器转接板4之间采用链接排线相互通信，大大增加了探测器搭载光学系统时的灵活性。
当工作在在线方式时，系统上电工作后，信号处理核心单元将采集到的光谱数据，通过信号处理转接板上的网络传输接口长距离传输到上位机,再进行光谱数据处理；
当工作在离线方式时，信号处理核心单元进行离线采集光谱数据，采集到的光谱数据，在信号处理核心单元的arm芯片上进行实时处理，然后将处理结果离线存储在存储单元中。