传统光谱仪一般利用PC机实现光谱数据的采集与处理,具有体积大、成本高及操作繁琐等缺点。本论文采用嵌入式处理器作为光谱仪的数据采集处理系统,具有体积小、开发周期短、功耗低、响应速度快以及智能化程度高等优势,有效提升光谱检测的实时性,具有巨大的应用前景。论文主要研究内容如下:本文在对光谱仪国内外研究现状进行广泛调研的基础上,分析光谱仪数据采集及处理系统存在的不足。基于光谱仪原理分析,采用ARM-Cortex-M7内核嵌入式处理器作为光谱数据采集处理的核心器件,研制了微型激光荧光光谱仪。光谱仪硬件系统主要包括数据采集处理系统、电源系统、数据通信系统、激光发射系统及探测系统五部分。数据采集系统采用ARM处理器为光谱数据采集处理核心,实现光谱数据的高速采集、处理及传输。电源系统采用线性降压及升压集成IC芯片为各模块进行供电,其纹波系数小,输出精度高,减少外围滤波电路的使用,极大降低BOM成本。数据通信系统利用蓝牙通讯方式与手机端通信,发送光谱数据并接收手机端命令;手机应用程序对光谱数据进行解析后绘制并显示光谱曲线,并通过发送命令设置光谱仪工作模式。激光发射系统控制激光器对被测样品进行激发,可实现连续和脉冲两种工作模式。探测系统分别采用面阵数字式CMOS成像探测器和面阵模拟式CCD成像探测器,集成获得数字式探测器光谱仪和模拟式探测器光谱仪,两套光谱仪可以满足不同的应用需求。在完成了硬件系统设计后进行了光谱仪系统的软件设计,完成了光谱仪工作模式的设定及三种工作模式的实现。通过软件设计,实现了光谱图像数据的采集、存储、处理及发送。完成光谱仪集成后,对其进行相关实验研究。使用连续光源对光谱仪进行定标,利用定标后的光谱仪对测试样品进行光谱检测。实验研究证明设计的光谱仪具有较高的稳定性且波长探测误差保持在较小范围之内,可完成多种物质的荧光光谱检测。本文设计的微型激光荧光光谱仪具有功耗低、体积小、实时性高、成本低等优势,实现了光谱数据采集与处理一体化。借助物联网技术,使光谱仪大范围布局检测成为了可能,为民用化推广助力。