本次项目由中国石油大学（华东）的邓承杰、尚亚期等同学设计分享。

本检测系统以石化行业在役玻璃钢储罐、管道和塔器的现场缺陷检测与健康评估为典型应用场景，利用电容成像技术**面电容准静态边缘电场对非金属材料内部缺陷敏感的特性，可有效检出玻纤复合材料的浅表包覆式损伤，如纤维分层鼓泡、内部开裂渗漏等典型形式。在检测实施过程中，具有不接触待测表面、无需耦合剂耦合等特点。

如果无法播放，请点击此处在新窗口打开

系统采用STM32F767+ STM32G071双核心方案，基于TouchGFX图形框架实现了缺陷信号的实时显示功能，相关数据经由WIFI上传至服务器，通过异地远程登录，可实现专家协同在线诊断。数据在服务器端自动备份，支持远程下载、确保缺陷数据可重用可溯源。

▲图1 系统外观与接口

▲图2 TouchGFX数据可视化

▲图3 仪器各角度照片

系统根据目标功能和业务逻辑划分为主系统与从系统，主系统基于STM32F7微控制器，围绕人机交互需求设计了核心板与底板；从系统基于STM32G0微控制器，围绕传感器信号处理需求，设计了信号发生器、跨阻放大器和锁相放大器。

相较于传统电容成像设备，本仪器实现了更小的体积和更轻的质量。系统结构如图4。主系统使用RT-Thread实时操作系统与ST TouchGFX图形框架。外部器件包括：RGB接口的7寸1024*600分辨率显示器，FT5426触摸芯片，ESP-12S WIFI模块，W9825G6KH SDRAM，W25Q256 QSPI Flash。使用了七个线程并构建了虚拟文件系统，如图5。

▲图4 系统硬件结构图

▲图5 RT-Thread线程

系统基于TouchGFX图形框架实现了缺陷信号的实时可视化，采用幅值、相位信息双显示，丰富了信息来源，降低了缺陷误判率。主界面、功能选项、数据可视化显示界面实物效果如下图。

▲图6 TouchGFX前端界面

网页端缺陷可视化如下图所示，左侧为二维缺陷云图，其缺陷边界清晰，较准确地反映了缺陷的真实形状与损害面积。右侧为三维成像效果，于缺陷处有明显的垂直落差，显示为深蓝色凹陷，凹陷处底面平缓，较好地反映了缺陷的深度信息。

▲图7 网页端缺陷可视化效果

小结
STM32的丰富生态系统为项目顺利完成提供了完善的支持。项目开发过程中，STM32CubeIDE与TouchGFX图形化开发工具极大地简化了工程构建复杂度：STM32CubeMX集成在IDE中，使MCU工程管理与外设调整更简单快捷；完善的TouchGFX文档与官方Demo降低了GUI开发上手难度，对新手十分友好。推荐有条件的同学积极尝试。