基于化學(xué)卟啉傳感器的氣體檢測(cè)系統(tǒng)的研究.pdf

1、進(jìn)入20世紀(jì)以來，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，化學(xué)物質(zhì)的品種每年以近千種的速度迅速增長，在現(xiàn)代工業(yè)及鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)、私營企業(yè)等迅猛發(fā)展帶來經(jīng)濟(jì)繁榮的同時(shí)，也帶來了嚴(yán)重的職業(yè)危害和環(huán)境污染的社會(huì)問題。有害氣體嚴(yán)重的危害著人們的健康，對(duì)人體產(chǎn)生極大的危害性，因此設(shè)計(jì)出準(zhǔn)確的、有效的、便利的氣體檢測(cè)儀對(duì)人類的健康有著重大的意義。
　　 本文在總結(jié)了現(xiàn)有氣體檢測(cè)系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)之上，結(jié)合目前的最新化學(xué)和電子技術(shù)，創(chuàng)新地設(shè)計(jì)了一種基于化學(xué)卟啉傳感器的氣

2、體檢測(cè)系統(tǒng)。該檢測(cè)系統(tǒng)能將大氣中的有害物質(zhì)通入我們預(yù)先設(shè)計(jì)好的反應(yīng)氣室與化學(xué)卟啉傳感器反應(yīng)，利用CMOS圖像傳感器捕獲反應(yīng)前后陣列敏感點(diǎn)的顏色變化與指紋數(shù)據(jù)庫進(jìn)行對(duì)比得出氣體檢測(cè)的最終結(jié)果，可以有效快速的檢測(cè)出氣體中對(duì)人類健康有害的物質(zhì)。系統(tǒng)可廣泛運(yùn)用于工業(yè)尾氣、大氣中有害氣體以及家庭環(huán)境中氣體的檢測(cè)，對(duì)改善人類的生活環(huán)境以及人類的健康具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　 本文在以下幾個(gè)方面，完成了具有特色的研究工作：
　　 1.

3、設(shè)計(jì)和制作了該氣體檢測(cè)儀的硬件電路，在硬件設(shè)計(jì)上利用了現(xiàn)代的嵌入式系統(tǒng)，采用了ARM9+MCU的方式，基于模塊化的設(shè)計(jì)思想，以Samsung公司的ARM9處理器芯片S3C2440作為硬件系統(tǒng)的核心，外擴(kuò)了LCD觸摸屏顯示電路、圖像采集電路、SD卡存儲(chǔ)電路、串行通信電路以及USB接口通信電路等。以Microchip公司的PIC16F877作為系統(tǒng)的輔控MCU，外擴(kuò)了氣泵驅(qū)動(dòng)控制電路、反應(yīng)條件檢測(cè)電路、報(bào)警裝置控制電路以及串行通信電路。最后

4、ARM9與MCU之間的通信是利用串行接口來實(shí)現(xiàn)的，具有非常好的易用性。
　　 2.設(shè)計(jì)和完成了系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，軟件環(huán)境采用了開放源碼的嵌入式Linux操作系統(tǒng)及其Microchip公司的MPLAB IDE V8.00，在Linux操作系統(tǒng)下完成了LCD觸摸屏模塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)、SD卡存儲(chǔ)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)、攝像頭接口設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)，在MPLAB IDE V8.00環(huán)境下完成了單片機(jī)控制程序的設(shè)計(jì)(包括了氣泵轉(zhuǎn)速控制、報(bào)警

5、裝置的控制以及溫濕度流量信號(hào)的采集)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)化學(xué)傳感器陣列圖像的實(shí)時(shí)采集、顯示和存儲(chǔ)以及對(duì)影響化學(xué)反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)因素的采集和控制。
　　 3.根據(jù)系統(tǒng)硬件設(shè)備的大小和機(jī)械特性，運(yùn)用AUTOCAD設(shè)計(jì)并組裝了該氣體檢測(cè)系統(tǒng)，并運(yùn)用該系統(tǒng)以NH3、丙酮以及環(huán)乙烷為檢測(cè)對(duì)象進(jìn)行了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)測(cè)試。
　　 為了更好的使整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)一步完善，使研究工作深入下去，本文在最后的總結(jié)部分對(duì)自己的工作做了自我評(píng)價(jià)，并且對(duì)于未來的發(fā)展方向提出了