基于化學卟啉傳感器的氣體檢測系統(tǒng)的研究.pdf

1、進入20世紀以來，隨著科學技術的進步，化學物質的品種每年以近千種的速度迅速增長，在現代工業(yè)及鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)、私營企業(yè)等迅猛發(fā)展帶來經濟繁榮的同時，也帶來了嚴重的職業(yè)危害和環(huán)境污染的社會問題。有害氣體嚴重的危害著人們的健康，對人體產生極大的危害性，因此設計出準確的、有效的、便利的氣體檢測儀對人類的健康有著重大的意義。
　　 本文在總結了現有氣體檢測系統(tǒng)優(yōu)缺點的基礎之上，結合目前的最新化學和電子技術，創(chuàng)新地設計了一種基于化學卟啉傳感器的氣

2、體檢測系統(tǒng)。該檢測系統(tǒng)能將大氣中的有害物質通入我們預先設計好的反應氣室與化學卟啉傳感器反應，利用CMOS圖像傳感器捕獲反應前后陣列敏感點的顏色變化與指紋數據庫進行對比得出氣體檢測的最終結果，可以有效快速的檢測出氣體中對人類健康有害的物質。系統(tǒng)可廣泛運用于工業(yè)尾氣、大氣中有害氣體以及家庭環(huán)境中氣體的檢測，對改善人類的生活環(huán)境以及人類的健康具有重要的現實意義。
　　 本文在以下幾個方面，完成了具有特色的研究工作：
　　 1.

3、設計和制作了該氣體檢測儀的硬件電路，在硬件設計上利用了現代的嵌入式系統(tǒng)，采用了ARM9+MCU的方式，基于模塊化的設計思想，以Samsung公司的ARM9處理器芯片S3C2440作為硬件系統(tǒng)的核心，外擴了LCD觸摸屏顯示電路、圖像采集電路、SD卡存儲電路、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，外擴了氣泵驅動控制電路、反應條件檢測電路、報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現的，具有非常好的易用性。
　　 2.設計和完成了系統(tǒng)的軟件設計，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觸摸屏模塊設備驅動程序的設計、SD卡存儲設備驅動程序的設計、攝像頭接口設備驅動程序的設計，在MPLAB IDE V8.00環(huán)境下完成了單片機控制程序的設計(包括了氣泵轉速控制、報警

5、裝置的控制以及溫濕度流量信號的采集)，實現了對化學傳感器陣列圖像的實時采集、顯示和存儲以及對影響化學反應的動力學因素的采集和控制。
　　 3.根據系統(tǒng)硬件設備的大小和機械特性，運用AUTOCAD設計并組裝了該氣體檢測系統(tǒng)，并運用該系統(tǒng)以NH3、丙酮以及環(huán)乙烷為檢測對象進行了相關的實驗測試。
　　 為了更好的使整個系統(tǒng)進一步完善，使研究工作深入下去，本文在最后的總結部分對自己的工作做了自我評價，并且對于未來的發(fā)展方向提出了