基于μPSD3234A單片機(jī)的手持式電子鼻的研制.pdf

1、電子鼻是一種由具有部分選擇性的化學(xué)傳感器陣列和相應(yīng)的模式識(shí)別系統(tǒng)組成，能識(shí)別簡(jiǎn)單或復(fù)雜氣味的儀器，是90年代發(fā)展起的一種新穎的分析、識(shí)別和檢測(cè)氣體及大多數(shù)揮發(fā)性物質(zhì)的仿生氣體分析儀器。近年來(lái)隨著傳感器和人工智能技術(shù)的不斷提高，電子鼻的功能和應(yīng)用也得到了很大的發(fā)展。電子鼻在產(chǎn)品質(zhì)量控制、環(huán)境監(jiān)測(cè)、航空航天、汽車(chē)、家庭安全、臨床診斷、化工控制等方面顯示了其廣闊的應(yīng)用前景，因此，電子鼻的研究受到廣泛關(guān)注和普遍重視。但是目前的電子鼻體積比較大、

2、價(jià)格高，阻礙了電子鼻的普及使用。研究表明微型化、集成化、價(jià)格低、便于攜帶、能現(xiàn)場(chǎng)使用的電子鼻是未來(lái)電子鼻技術(shù)廣泛使用的關(guān)鍵。
　　 本文在總結(jié)了電子鼻的原理和結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，采用μPSD3234A單片機(jī)系統(tǒng)為核心設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)手持式電子鼻系統(tǒng)。通過(guò)傳感器陣列的選擇，對(duì)待測(cè)氣體進(jìn)行信號(hào)的采集、訓(xùn)練后，可將訓(xùn)練結(jié)果編程燒入單片機(jī)即可方便實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)氣體的識(shí)別。
　　 手持式電子鼻硬件系統(tǒng)是一個(gè)典型的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，使用了單片機(jī)的

3、全部?jī)?nèi)部資源和多種外部接口技術(shù)。設(shè)計(jì)了信號(hào)采集電路、單片機(jī)及其外圍工作電路、電源管理電路、與PC機(jī)進(jìn)行串口通信電路等系統(tǒng)需要的各種電路。
　　 電子鼻的軟件系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，將程序分成多個(gè)功能模塊，由主程序和各個(gè)模塊子程序組成。子程序模塊主要包括系統(tǒng)初始化子程序和功能子程序模塊。系統(tǒng)初始化子程序主要是硬件系統(tǒng)的初始化，是系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的軟件基礎(chǔ)。而功能子程序模塊可以根據(jù)具體的需要來(lái)編程添加以實(shí)現(xiàn)需要的功能。且系統(tǒng)操作界面友好，可以方

4、便地控制電子鼻進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)處理與結(jié)果顯示。
　　 本文主要分四部分，第一部分介紹了電子鼻的發(fā)展歷史和應(yīng)用，總結(jié)了電子鼻的原理和結(jié)構(gòu)，指出了電子鼻的發(fā)展趨勢(shì)，并闡述了本課題研究的意義。第二部分在電子鼻原理和結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，采用μPSD3234A單片機(jī)為核心設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了手持式電子鼻系統(tǒng)的硬件部分，描述了各個(gè)部分的原理和實(shí)現(xiàn)功能。第三部分設(shè)計(jì)了電子鼻系統(tǒng)的軟件部分，詳述了各部分軟件實(shí)現(xiàn)的功能。第四部分利用該系統(tǒng)對(duì)幾種揮發(fā)性有機(jī)化合物（V