基于DSP的太阳能电池缺陷检测系统设计

【摘要】： 随着工业发展和居民生活水平提高，各种环境问题日益显现。太阳能作为环保清洁的可再生能源正越来越多的被人们使用。随着太阳能电池生产规模的不断扩大，生产工艺中各道工序检测技术的不足严重制约着生产效率和生产成本。在这种情况下，光致发光(PL)、电致发光(EL)、锁相热成像(LIT)等成像检测技术广泛的应用于太阳能电池片检测领域，并已取得一定的进展。 本文主要目的是研制晶体硅太阳能电池片的缺陷检测装置。首先归纳了太阳能电池片的常见缺陷，并对常用的晶体硅太阳电池片检测方法进行了比较，最终选择了实现成本较低、可行性较高的电致发光缺陷检测方法。接着分析了电致发光原理和特性，进行了检测装置的设计和硬件系统设计。确定了系统所需的CCD传感器、可编程电源和DSP处理板等设备。并进行了CCD图像采集接口、SDRAM接口、FLASH接口等硬件设计。然后介绍了需要用到的曝光控制、动态范围压缩和图像增强等算法，并用这些算法进行了图像处理。软件方面分别调试成功了图像采集模块、图像处理模块、图像输出模块、I/O控制模块。之后通过使用DSP/BIOS的内核调度算法把图像采集、图像处理、图像输出模块封装成任务（Task）在DSP上的并行调度运行，以提高系统效率，并通过缓存优化，发挥出了DSP芯片的处理能力。在DSP上实现了太阳能电池片缺陷的曝光控制、图像的动态范围压缩和增强处理，得到了预期的结果。 【关键词】：数字信号处理器 太阳能电池 电致发光 缺陷检测
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-12
• 1.1 课题背景8-9
• 1.2 国内外研究现状9-10
• 1.3 本文的主要研究内容10-12
• 2 太阳电池缺陷检测系统基础知识介绍12-24
• 2.1 太阳能电池片结构及其制作工艺12-16
• 2.2 太阳电池缺陷及其检测基本方法16-20
• 2.3 电致发光缺陷检测方法介绍20-22
• 2.4 本章小结22-24
• 3 缺陷检测系统硬件设计24-40
• 3.1 硬件系统总体设计24-26
• 3.2 主要器件的选型及介绍26-33
• 3.3 KAF-4320E 的图像采集接口设计33-37
• 3.4 存储器的接口设计37-39
• 3.5 本章小结39-40
• 4 电致发光图像的预处理40-50
• 4.1 曝光控制40-41
• 4.2 动态范围压缩41-43
• 4.3 图像增强43-46
• 4.4 处理结果46-49
• 4.5 本章小结49-50
• 5 软件系统设计50-60
• 5.1 DSP 开发环境50-53
• 5.2 软件系统总体结构设计53-56
• 5.3 图像采集模块56-57
• 5.4 图像处理模块57-59
• 5.5 输出模块和I/O 控制模块59
• 5.6 本章小结59-60
• 6 实验数据及结果60-64
• 6.1 图像处理实验60-62
• 6.2 多任务处理实验62
• 6.3 处理时间测试62-64
• 总结64-65
• 致谢65-66
• 参考文献66-68

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