【摘要】：工業(yè)發(fā)展所帶來的污染越來越嚴重,尤其是以氣體污染對人類的健康危害最為嚴重。同時,室內裝修等引起的“室內空氣污染”給人們帶來的疾病正引起各個國家的高度重視。空氣污染對人體健康危害很大,易引起呼吸道疾病,例如高濃的度污染可造成急性中毒或者死亡,長時期的低濃度污染會導致慢性支氣管炎、肺癌、肺氣腫及支氣管哮喘等病癥,有些污染物還損害肺的血色素的輸氧機能和換氣機能。因此對有毒有害氣體進行定期、快速、有效的檢測顯得極為重要。 本文在綜合分析了國內外氣體傳感檢測技術的基礎之上,根據(jù)化學陣列傳感指紋特性原理,利用嵌入式ARM-Linux技術,提出了一種能實現(xiàn)快速、痕量、高準確性檢測的便攜式有毒有害氣體檢測儀。 本文設計的氣體檢測儀是密閉式氣體檢測系統(tǒng),氣體采集模塊將待測有毒有害氣體泵入反應氣室,通過觸摸界面控制攝像頭采集其和氣室中化學傳感陣列芯片的反應圖像信息,經(jīng)過S3C2440處理后,獲取待測毒氣的信息并進行顯示和可選擇性存儲。本文主要研究了檢測系統(tǒng)的軟硬件設計部分,完成了以下幾個方面的研究工作: 1.根據(jù)毒氣檢測的實際需求,基于模塊化的設計思路,采用上下位機結合的方式,設計了檢測儀整體硬件電路。上位機以嵌入式ARM9(S3C2440A)為核心,設計了圖像采集模塊、LCD觸摸顯示模塊、存儲模塊、串行通信模塊及電源模塊等;下位機以PIC16F877為MCU核心,設計了氣體采樣模塊、條件監(jiān)控模塊、光照模塊、通信模塊等。通過上下位機的協(xié)作完成毒氣的檢測。 2.完成了嵌入式ARM-Linux開發(fā)平臺搭建和開發(fā)環(huán)境的建立,引導程序編寫及內核裁剪,設計了驅動程序及部分的應用軟件;在MPLAB 8.0環(huán)境下完成下位機驅動程序的編寫和調試。 3.完成上下位機的聯(lián)機調試,根據(jù)毒氣檢測儀的技術指標和硬件設備外部特性,采用AUTOCAD設計該儀器的組裝模型圖,并實際完成了設備組裝和調試。 4.對檢測設備進行了部分典型氣體的檢測,掌握了儀器的使用方法和實驗條件的調控,積累了經(jīng)驗,通過大量的實驗,驗證了儀器的有效性。 5.運用氣體檢測設備對庚醛、氨氣、苯、對二甲苯、氯氣、二氧化硫等進行了測試,并對圖像數(shù)據(jù)進行了分析,證明了檢測結果的有效識別性。 最后總結了自己的研究工作,并提出氣體檢測設備下一步可完善之處。
【圖文】：

統(tǒng)和以 PIC16F877 為核心的微控制下位機系統(tǒng)。嵌入式上體監(jiān)控部分，主要組成部分包括圖像采集模塊、圖像顯示D、及外接 USB 存儲設備）、串行通信（上位機和下位機的板和 PC 機的聯(lián)機通信），主要實現(xiàn)氣體檢測過程中微陣列采集、處理、實時的顯示以及可選擇性的存儲，同時，通下位機的控制和數(shù)據(jù)傳輸，另外一個串口還能實現(xiàn)在線調微控制系統(tǒng)作為嵌入式 AMR9 上位機的輔助控制系統(tǒng)，，主控部分（溫度監(jiān)測及其驅動模塊；濕度、流量監(jiān)測及驅動氣路采樣模塊、可控光照模塊、散熱模塊及通信模塊，主反應氣室內部的實時條件監(jiān)測、氣路中待測氣體的流動情源的產(chǎn)生、整個檢測儀內部產(chǎn)熱的排解及和嵌入式上位機還設計有報警模塊，當待測氣體濃度超過安全閾值時對人圖如圖 2.1 所示。

比較繁瑣。本文選用的數(shù)字攝像頭則可直接捕捉 口或串并口傳輸?shù)酱鎯υO備或計算機里面進行處理。頭核心是鏡頭，現(xiàn)主要有兩種感光器件鏡頭：CCD（電荷耦合器屬氧化物半導體）。比較而言，CMOS 價格低，功耗小，現(xiàn)目多采用影像光源自動增益補強技術，自動白平衡、亮度控制和度及伽馬矯正等先進影像控制技術，可接近 CCD 攝像頭效S 圖像傳感器相比于 CCD 圖像傳感器具有以下優(yōu)點：度快：CMOS 上可直接加入許多復雜功能處理信息，而不用后再處理，省去了中間轉換過程，因此，CMOS 速度極快。素密度高：CCD 傳感器的像素密度不能像 CMOS 那樣高，低片放大到一定尺寸后成像質量就明顯下降，而由 CMOS 傳感量高，放大后像質仍然很好。溫：CMOS 傳感器在工作時溫度低，可滿足連續(xù)拍照要求。低的代價，更高的成品率。
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：TP368.1;R122.1

【參考文獻】

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本文編號：2690602