Στην παρούσα διπλωματική εργασία, παρουσιάζεται η ανάπτυξη συναρτήσεων και ρουτινών, οι οποίες χρησιμοποιούνται για την ψηφιακή απεικόνιση διάφορων οργάνων μέτρησης του πίνακα ενός ηλεκτρικού οχήματος, πάνω σε οθόνη TFT LCD ολοκληρωμένου συστήματος. / This diploma thesis represents the development of functions and routines wich are used to digitalize an electrical vehicle's panel using an LCD TFT screen of an embedded system (LPC2478STK).

Η μεγάλη σημασία των συστημάτων ραντάρ είτε σε πολιτικό επίπεδο με τα ραντάρ εναέριας κυκλοφορίας, καιρού κτλ, είτε σε στρατιωτικό επίπεδο ραντάρ αεράμυνας, παρακολούθησης κτλ, οδηγούν στην συνεχή μελέτη νέων τεχνολογιών και βελτίωση των συστημάτων αυτών. Στα πλαίσια της μελέτης και κατανόησης των αρχών που διέπουν ένα σύστημα ραντάρ κινείται η παρούσα διπλωματική εργασία. Για λόγους σαφήνειας στην παρουσίαση την χωρίσαμε σε δυο μέρη, στο θεωρητικό κομμάτι και στο πρακτικό κομμάτι. Στο πρώτο μέρος αναπτύσσουμε τις βασικές αρχές λειτουργίας ενός ραντάρ και εξάγουμε τις διάφορες μαθηματικές εκφράσεις που θα μας χρειαστούν στην περεταίρω μελέτη. Εστιάζουμε σε μια σειρά επιμέρους λειτουργιών που θα μας χρειαστούν στην κατασκευή του προσομοιωτή. Κατόπιν γίνεται εκτενής αναφορά στα υποσυστήματα και στις συσκευές, κεραίες, δέκτες, πομποί, επεξεργαστές σήματος, συσκευές ένδειξης, από τα οποία αποτελείται ένα σύστημα ραντάρ. Στο δεύτερο μέρος παρουσιάζουμε την διαδικασία της προσομοίωσης. Την διαδικασία της προσομοίωσης ενός συστήματος ραντάρ για λόγους πιο ρεαλιστικών αποτελεσμάτων σε πραγματικό χρόνο την χωρίσαμε σε δυο επιμέρους διεργασίες. Στην προσομοίωση λειτουργικών χαρακτηριστικών, όπως μετάδοση και λήψη σήματος, διαδικασία ανίχνευσης στόχων, όπου γίνεται η μελέτη της επιρροής διαφόρων παραμέτρων στη λειτουργία ενός ραντάρ. Η δεύτερη διεργασία που προσομοιώσαμε είναι η παραγωγή σημάτων που να είναι ικανά να οδηγήσουν μια οθόνη, στην παρούσα εργασία ένα παλμογράφο και με μια μικρή αλλαγή μια ψηφιακή οθόνη, ώστε να δίνεται η οπτική αίσθηση που δίνει μια κλασσική αναλογική οθόνη ραντάρ. / -

Indirect detection digital imaging systems used in medical imaging, compromises powder phosphor scintillators as X-ray to light converters. Powder phosphors should combine image quality and light output parameters in order to produce high quality diagnostic images, with the parallel dose reduction to the patient. Additionally, they must be characterized by short decay times in order to be used in digital breast tomosynthesis (DBT) and dual energy imaging (DE). The aim of the present PhD thesis is the investigation of the optimum powder phosphor scintillator for use in a CMOS based digital imaging system and the investigation of the combination of the digital imaging system with the optimum scintillator for low energy medical applications, like DBT. Scintillating screens, were prepared using the method of sedimentation, by Lu2SiO5:Ce, Gd2O2S:Eu and Gd2O2S:Tb powder phosphors. Their properties were evaluated by experimentally determining parameters related to optical signal intensity and distribution at the scintillator exit surface, characterizing medical image quality and the patient’s dose. By comparing the luminescence efficiency and image quality properties of Lu2SiO5:Ce, Gd2O2S:Eu and Gd2O2S:Tb, the scintillating screen with the optimum characteristics was defined and placed, in close contact with the CMOS photodiode. MTF and DQE of our CMOS sensor were found better at the whole spatial frequency range with previously published data for a passive CMOS sensor, while NNPS was comparable. The evaluated CMOS sensor is characterized by high spatial resolution and detection efficiency properties that make it suitable for DBT. Additionally, image quality is acceptable at low exposure levels, which is crucial in DBT and DE applications where high patient’s dose is a drawback for the establishment of these methods. / Τα ψηφιακά συστήματα ιατρικής απεικόνισης, έμμεσης ανίχνευσης, χρησιμοποιούν φωσφόρους σπινθηριστές ως μετατροπείς της ακτινοβολίας-Χ σε ορατό φως. Οι φώσφοροι σπινθηριστές πρέπει να συνδυάζουν χαρακτηριστικά ποιότητας εικόνας και απόδοσης σε φωταύγεια προκειμένου να παράγουν εικόνες υψηλής διαγνωστικής αξίας με τη παράλληλη ελάττωση της δόσης στον εξεταζόμενο. Επιπλέον πρέπει να έχουν μικρούς χρόνους απόσβεσης για χρήση σε συστήματα ψηφιακής τομοσύνθεσης (DBT) και απεικόνισης διπλής ενέργειας (DE). Σκοπός της παρούσας Διδακτορικής Διατριβής ήταν η διερεύνηση των βέλτιστων υλικών φωσφόρων σπινθηριστών για χρήση σε ολοκληρωμένο ψηφιακό απεικονιστικό σύστημα τύπου CMOS καθώς και η διερεύνηση των χαρακτηριστικών του συστήματος ψηφιακού ανιχνευτή/ βέλτιστου σπινθηριστή για ιατρικές εφαρμογές χαμηλών ενεργειών, όπως η DBT. Παρασκευάστηκαν, με τη μέθοδο της καθίζησης, φθορίζουσες οθόνες από υλικά σπινθηριστών όπως τα Lu2SiO5:Ce, Gd2O2S:Eu και Gd2O2S:Tb. Οι ιδιότητες τους μελετήθηκαν αξιολογώντας πειραματικά παραμέτρους οι οποίες εκφράζουν την ένταση και την κατανομή του παραγόμενου σήματος στην έξοδο του ανιχνευτή και σχετίζονται άμεσα με την ποιότητα της ιατρικής εικόνας αλλά και με τη δόση στον εξεταζόμενο. Στον ανιχνευτή τοποθετήθηκε, σε άμεση επαφή με τις φωτοδιόδους CMOS, φθορίζουσα οθόνη Gd2O2S:Tb, η οποία προσδιορίστηκε μέσω της σύγκρισης των ανωτέρω υλικών σε απόδοση φωταύγειας και ποιότητα εικόνας. Η απόδοση του CMOS ήταν καλύτερη εν συγκρίσει με δημοσιευμένα αποτελέσματα για αισθητήρα PPS CMOS, σε όλο το εύρος των χωρικών συχνοτήτων. Τα αποτελέσματα αυτά δείχνουν ότι ο υπό εξέταση ανιχνευτής τύπου CMOS έχει υψηλή διακριτική ικανότητα και ανιχνευτική αποδοτικότητα, κρατώντας παράλληλα χαμηλά επίπεδα θορύβου καθιστώντας τoν κατάλληλο για χρήση σε πρότυπο σύστημα (DBT). Επιπλέον βρέθηκε ότι η ποιότητα εικόνας δεν υποβαθμίζεται σε χαμηλά επίπεδα έκθεσης, στοιχείο που είναι σημαντικό για εφαρμογές (DBT) και (DE), όπου η αυξημένη δόση στον εξεταζόμενο είναι ανασταλτικός παράγοντας για τη καθιέρωση και ευρεία αποδοχή των συγκεκριμένων μεθόδων.

Η παρούσα ειδική ερευνητική εργασία εκπονήθηκε στα πλαίσια του Διατμηματικού Προγράμματος Μεταπτυχιακών Σπουδών στην “Ηλεκτρονική και Επεξεργασία της Πληροφορίας” στο τμήμα Φυσικής του Πανεπιστήμιου Πατρών. Ο στόχος της παρούσας εργασίας είναι η δημιουργία ενός αναπτυξιακού συστήματος για την υλοποίηση εφαρμογών που απαιτούν τη χρήση του δικτύου κινητής τηλεφωνίας. Το σύστημα αυτό θα πρέπει να μπορεί να λειτουργήσει αυτόνομα χωρίς υποστήριξη υπολογιστή. Το σύστημα έχει τη δυνατότητα χρήσης του δικτύου κινητής τηλεφωνίας (φωνή και δεδομένα) μέσω της χρήσης GSM Modem. Η αλληλεπίδραση με τον χρήστη γίνεται μέσω έγχρωμης οθόνης αφής με ενσωματωμένο resistive touch controller, που συμβάλει στην αυτόνομη λειτουργία του συστήματος. Το DSK 6713, που ενσωματώνει το TMS320C6713 DSP χρονίζεται στα 225 MHz, χρησιμοποιείται σαν κεντρική μονάδα για τη διασύνδεση αυτών αλλά και για την ανάπτυξη της όποιας εφαρμογής. Στο DSP υπάρχει διασυνδεδεμένος Audio Codec, μνήμη RAM και DMA Controller. To DSK C6713 δίνει τη δυνατότητα μέσω θυρών που έχει διαθέσιμες για την διασύνδεση και άλλων εξωτερικών συσκευών όπως κάμερα και SD card. Μαζί με το σύστημα αναπτύχθηκε και κώδικας για την επικοινωνία των υποσυστημάτων, καθώς και μία εφαρμογή γραφικού ισοσταθμιστή που κάνει χρήση δυνατοτήτων του συστήματος για την επίδειξη ορθής λειτουργίας αυτού. Το πρώτο κεφάλαιο αναφέρεται στην διασύνδεση των υποσυστημάτων και στους περιορισμούς που υπήρχαν από την κάθε πλευρά. Στο δεύτερο κεφάλαιο περιγράφονται τα υποσυστήματα που αποτελούν το αναπτυξιακό. Στο τρίτο κεφάλαιο αναλύεται η εφαρμογή που αναπτύχθηκε στην κεντρική μονάδα, ενώ στο τέταρτο κεφάλαιο το τμήμα της εφαρμογής που αναπτύχθηκε στην οθόνη αφής. Τέλος στο τελευταίο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της εφαρμογής που υλοποιήθηκε . / This special research work was performed in the frame of the requirements of the M.Sc. "Electronics & Computers" in the Department of Physics at the University of Patras. The purpose of this study is to create a development system for developing applications that require the use of the mobile network. This system should be able to work independently without computer support. The system has the ability to use the mobile network (voice and data) by using GSM Modem. The user interaction is via color touch screen with an integrated resistive touch controller, which contributes to the autonomous system operation. The DSK C6713, which incorporates the TMS320C6713 DSP, that is clocked at 225 MHz, is used as a central unit for interconnecting these and for the development of any application. The DSP is interconnected with an Audio Codec, a RAM Memory and a DMA Controller. The DSK C6713 enables interconnection with other external devices such as camera and SD card. In addition, a code was developed for the communication of the subsystems. An application of a graphic equalizer was developed too, in order to make use of the system capabilities to demonstrate proper operation of this. The first chapter deals with the interconnection of the subsystems and the restrictions that existed on each side. The second chapter describes the subsystems that constitute the development. In the third chapter is described the application developed in the central unit while the fourth chapter presents the section of the application that was developed on the touch screen. Finally the last chapter presents the results of the application that were implemented.