智能氣體檢測系統(tǒng)的設計 畢業(yè)論文

1、i智能氣體檢測系統(tǒng)的設計智能氣體檢測系統(tǒng)的設計摘要近年來，隨著有毒有害氣體的泄漏事件、煤炭礦山等工業(yè)爆炸事件以及由于酒后駕車而導致的交通事故的頻發(fā)，使氣敏傳感器的開發(fā)和使用越來越多的得到了人們的關注。而氣敏傳感器的實用化需要有硬件平臺的支持，因此，低成本、高性能的氣敏檢測儀和氣體檢測系統(tǒng)的研發(fā)成為氣敏傳感器發(fā)展領域的新的關注焦點。本系統(tǒng)的設計正是基于以上背景，系統(tǒng)采用低成本的STC單片機作為核心處理器，同時，將射頻無線通信技術引入到氣敏

2、傳感器領域，使系統(tǒng)在高溫、有毒和密閉的環(huán)境中也能進行監(jiān)測。通過更換傳感器探頭，系統(tǒng)可以實現(xiàn)對不同氣體的檢測。設計實現(xiàn)了集采集、處理、傳輸、檢測等功能為一體的智能化氣體檢測系統(tǒng)的研發(fā)。系統(tǒng)分為發(fā)射端、接收端和上位機軟件三部分。半導體氣敏傳感器的工作原理是：當外界氣體濃度發(fā)生變化時，氣敏元件表面的金屬氧化物薄膜的阻值發(fā)生相應的變化。因此，可以根據(jù)氣敏元件的阻值的變化與氣體濃度的對應關系，通過對氣敏元件阻值的精確測量換算出氣體的濃度值。發(fā)射端

3、主要完成對氣體濃度和外界溫度的采集工作，并將采集到的氣敏元件的阻值和溫度值送入單片機進行處理，單片機通過預先設置的擬合曲線換算出氣體濃度值，然后在LCD1602液晶屏上顯示出來，并通過2.4G無線發(fā)射芯片nRF24L01將數(shù)據(jù)發(fā)送給接收端；接收端將接收到的數(shù)據(jù)解析出來顯示在LCD1602液晶屏上，并通過串口傳送給上位機軟件，以便工作人員進行監(jiān)控。當氣體的濃度值超過預先設定的閾值時，發(fā)射端和接收端的蜂鳴器同時報警，上位機軟件也出現(xiàn)“濃度值

4、過高，報警！”的字樣，以提醒工作人員采取相應的措施。由于傳感器工作時對溫度要求較高，系統(tǒng)設計了溫度補償單元，有效地提高了精度。經(jīng)實驗證實，本設計能夠達到預期目的，具有高精度、低功耗、低成本及使用方便等特點。關鍵詞：關鍵詞：氣敏傳感器，STC，無線通信，上位機iii目錄第一章第一章緒論...................................................................111課題背景及意義.

5、...............................................................112氣敏傳感器的研究現(xiàn)狀..........................................................1121氣敏材料及氣敏傳感器簡介...................................................1122氣敏傳感器的分類.......

6、....................................................2123氣敏傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀.......................................................5124氣敏傳感器的發(fā)展趨勢.......................................................613半導體氣敏傳感器...................

7、...........................................6131半導體氣敏傳感器簡介.......................................................6132電阻式半導體氣敏傳感器工作原理.............................................7133電阻式半導體氣敏傳感器基本結構.........................

8、....................714課題的主要研究內(nèi)容............................................................8第二章第二章總體設計總體設計.................................................................10第三章第三章硬件電路設計硬件電路設計............................

9、................................1131微處理器.....................................................................11311概述......................................................................11312引腳配置.........................

10、.........................................11313主要性能..................................................................1232電源電路.....................................................................1333信號采集電路.................

11、................................................13331信號采集電路方案討論與確定...................................................13332氣敏傳感器探頭................................................................1534信號處理電路.................

12、...................................................17341濾波電路與“隔離”電路.......................................................17342AD轉換電路...................................................................1835顯示及報警電路.........

13、......................................................19351顯示電路......................................................................19352報警電路......................................................................2136無線傳輸

14、電路.................................................................21361概述......................................................................21362nRF24L01主要特性.........................................................22

15、363引腳說明..................................................................22364nRF24L01工作模式.........................................................23365nRF24L01參數(shù)設置........................................................