本文關(guān)鍵詞：便攜式多氣體濃度檢測儀設(shè)計

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【摘要】：現(xiàn)階段,人類生活和生產(chǎn)活動中所使用的能源仍以化石能源為主�；茉丛谏a(chǎn)和消耗過程中會產(chǎn)生大量氣體,人類生活或工作環(huán)境中氣體成份越來越復(fù)雜,隨著有毒有害氣體的積累,很容易造成安全隱患。受鄭州某氣體檢測公司所托,針對環(huán)境中多種氣體濃度檢測,本課題設(shè)計出一種能同時檢測甲烷、氧氣、硫化氫和一氧化碳四種氣體濃度參數(shù)的便攜式氣體檢測儀器,能夠?qū)崟r顯示氣體濃度值,并能根據(jù)預(yù)設(shè)定報警閾值發(fā)出報警信號。根據(jù)儀器的設(shè)計指標(biāo)和氣體檢測方法的利弊,本課題選擇電化學(xué)式和催化燃燒式兩類氣體傳感器組合方案。研究并設(shè)計了四種氣體傳感器輸出信號的信號調(diào)理電路,采用基于ARM Cortex-M3內(nèi)核的STM32微控制器作為主控芯片,片上外設(shè)ADC作為模擬信號采集的AD轉(zhuǎn)換器,設(shè)計了三個按鍵和LCD顯示屏作為人機(jī)交互模塊,LED、蜂鳴器和震動馬達(dá)作為報警電路模塊等,由AD6.9完成系統(tǒng)原理圖的編輯和PCB的繪制。在軟件設(shè)計方面,本課題基于MDK集成開發(fā)環(huán)境和STM32標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫完成系統(tǒng)應(yīng)用編程,實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)在數(shù)據(jù)采集與處理、人機(jī)交互、報警、標(biāo)定程序等方面的功能。采用模塊化思想編程,便于后期的調(diào)試與修正。在數(shù)據(jù)采集與處理軟件設(shè)計中加上數(shù)字濾波算法,提高了軟件抗干擾能力和穩(wěn)定性。在現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件下,完成對本系統(tǒng)的標(biāo)定與測試工作,測試結(jié)果表明系統(tǒng)在量程、誤差、報警等各種性能指標(biāo)均能滿足設(shè)計要求。最后本文指出了系統(tǒng)目前存在的不足,并指明了進(jìn)一步完善系統(tǒng)的研究方向。
【關(guān)鍵詞】：氣體檢測 氣體傳感器 信號調(diào)理 多參數(shù)
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X851;TP212
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 課題研究背景9-10
• 1.2 國內(nèi)外氣體檢測儀器發(fā)展現(xiàn)狀10-12
• 1.3 課題主要研究內(nèi)容12-14
• 第2章 氣體傳感器的工作原理14-23
• 2.1 常用氣體傳感器分類14-16
• 2.2 氧氣傳感器16-17
• 2.3 一氧化碳?xì)怏w傳感器17-19
• 2.4 硫化氫電化學(xué)傳感器19-20
• 2.5 甲烷催化燃燒式傳感器20-22
• 2.6 本章小結(jié)22-23
• 第3章 便攜式多氣體濃度檢測儀總體設(shè)計23-28
• 3.1 氣體檢測儀概述23-24
• 3.2 便攜式氣體檢測儀設(shè)計要求24-26
• 3.3 氣體傳感器選型26-27
• 3.4 本章小結(jié)27-28
• 第4章 氣體檢測儀的硬件系統(tǒng)設(shè)計28-41
• 4.1 硬件系統(tǒng)總體框圖28-29
• 4.2 STM32微控制器模塊設(shè)計29-32
• 4.2.1 ARM Cortex-M3內(nèi)核29
• 4.2.2 STM32微控制器功能特點(diǎn)29-31
• 4.2.3 STM32最小系統(tǒng)設(shè)計31-32
• 4.3 傳感器信號調(diào)理電路設(shè)計32-35
• 4.3.1 硫化氫和一氧化碳傳感器信號調(diào)理電路32-34
• 4.3.2 氧氣傳感器信號調(diào)理電路34
• 4.3.3 甲烷傳感器信號調(diào)理電路34-35
• 4.4 AD采集模塊介紹35-37
• 4.5 液晶顯示電路37-38
• 4.6 聲光報警電路設(shè)計38
• 4.7 供電電路設(shè)計38-40
• 4.8 本章小結(jié)40-41
• 第5章 系統(tǒng)軟件設(shè)計41-56
• 5.1 系統(tǒng)軟件平臺概述41-43
• 5.1.1 STM32標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫簡介41-42
• 5.1.2 RealView MDK集成開發(fā)環(huán)境簡介42-43
• 5.2 系統(tǒng)軟件主流程圖43-44
• 5.3 數(shù)據(jù)采集及處理模塊44-47
• 5.4 按鍵程序設(shè)計47-48
• 5.5 LCD顯示程序48-50
• 5.6 標(biāo)定程序設(shè)計50-54
• 5.6.1 標(biāo)定流程50-52
• 5.6.2 標(biāo)定算法設(shè)計52-54
• 5.7 數(shù)據(jù)存儲程序設(shè)計54-55
• 5.8 本章小結(jié)55-56
• 第6章 結(jié)果分析56-60
• 6.1 硬件設(shè)計結(jié)果56-57
• 6.2 測試結(jié)果57-59
• 6.3 本章小結(jié)59-60
• 第7章 總結(jié)與展望60-62
• 7.1 總結(jié)60-61
• 7.2 展望61-62
• 參考文獻(xiàn)62-64
• 個人簡歷64-65
• 致謝65

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