学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

恶臭电子鼻系统设计

作　者: 安安
导　师: 刘伟玲
学　校: 河北工业大学
专　业: 仪器科学与技术
关键词: 恶臭气体 恶臭电子鼻 气体传感器阵列 C8051F020 LabVIEW
分类号: TP212
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 9次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


随着经济的发展，工业化水平不断增长、人们生活水平也不断提高，随之演变的工业集中和人口密集等因素致使我国恶臭气体污染物排放量日益巨大。目前，恶臭气体污染已经成为大气污染的主要危害之一，它不仅污染了人类生存的环境，而且危害着人类的身心健康。因此，需要研究一种简捷而准确的测量方法，实现对恶臭气体的实时定量的监测，保证人们的生活质量。于是，恶臭电子鼻系统就应运而生。在恶臭污染控制领域，各国有相应的管理标准。但在恶臭气体电子鼻系统的研究领域，我国起步较晚，在技术上与起步较早的国家相比有一定的差距。针对这种情况，本课题在研究了人类嗅觉系统与电子鼻系统设计原理的基础上，设计开发了一套专门用于恶臭气体检测的恶臭电子鼻系统。整个恶臭电子鼻系统主要由硬件部分和软件部分两方面组成。恶臭电子鼻的硬件部分是基于单片机系统而设计完成的，主要由传感器阵列、系统控制电路和系统气路结构三大部分构成。其中，传感器阵列部分选择了专门气体测量的电化学传感器，提高了系统整体性能，简化了数据处理过程；系统控制电路部分充分利用了单片机C8051F020丰富的接口资源，保障了系统的功能扩展。本文采用一种新的系统气路结构，保证了测量过程和采集过程的连续性和重复性，减少外界因素的影响，提高了测量的精确度。软件部分由下位机软件和上位机软件组成。下位机软件采用汇编语言编写完成，既可以单独显示各通道采样数据，控制系统工作，也可以连接上位机实现数据采样并传送；上位机软件用LabVIEW编写，用户可以利用方便、简洁的界面不仅可以实现上位机对下位机的工作状态的控制，还可以实现对下位机采样的数据进行显示与存储管理。利用恶臭电子鼻系统分别对不同浓度的NH3、H2S和乙酸乙酯进行单一气体的实验测试，分析了各传感器在不同恶臭气体中的响应过程，为进一步的数据处理和模式识别提供理论参考。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-16
  §1-1 恶臭气体概述  9-11
  §1-2 电子鼻系统概述  11-14
    1-2-1 电子鼻系统设计原理  11-13
    1-2-2 恶臭电子鼻研究现状  13-14
  §1-3 课题研究的背景与意义  14
  §1-4 课题论文的组织结构  14-16
第二章 恶臭电子鼻系统方案设计  16-19
  §2-1 系统方案论述  16-17
    2-1-1 基于采集卡的系统设计  16-17
    2-1-2 基于单片机的系统设计  17
  §2-2 系统总体方案设计  17-18
  §2-3 本章小结  18-19
第三章 恶臭电子鼻硬件设计  19-36
  §3-1 概述  19
  §3-2 传感器阵列设计  19-23
    3-2-1 气体传感器分类  19-22
    3-2-2 系统传感器阵列的选择  22-23
  §3-3 电源部分设计  23-24
  §3-4 系统调理电路部分设计  24-26
    3-4-1 电化学传感器调理电路设计  25
    3-4-2 金属氧化物传感器调理电路设计  25-26
  §3-5 单片机及外围扩展电路设计  26-32
    3-5-1 C8051F020 单片机简介  27-29
    3-5-2 单片机最小系统设计  29-31
    3-5-3 单片机其他扩展电路设计  31-32
  §3-6 接口电路设计  32-33
    3-6-1 JTAG 接口电路  32
    3-6-2 串行接口电路  32-33
  §3-7 外围控制电路设计  33-34
    3-7-1 测量控制电路  33
    3-7-2 采集控制电路  33-34
  §3-8 恶臭电子鼻气路设计  34-36
第四章 恶臭电子鼻软件设计  36-46
  §4-1 恶臭电子鼻软件总体设计  36-38
    4-1-1 恶臭电子鼻软件开发平台  36-38
    4-1-2 恶臭电子鼻系统软件开发流程  38
  §4-2 下位机程序设计  38-41
    4-2-1 下位机主程序设计  38-40
    4-2-2 采样总程序  40-41
  §4-3 串口通信程序设计  41-43
  §4-4 上位机程序设计  43-46
第五章 恶臭电子鼻实验数据分析  46-57
  §5-1 软件界面介绍  46
  §5-2 实验数据分析  46-57
    5-2-0 传感器响应特征值  47
    5-2-1 NH3测试曲线分析  47-51
    5-2-2 H2S 测试曲线分析  51-54
    5-2-3 乙酸乙酯测试曲线分析  54-56
    5-2-4 实验数据分析总结  56-57
第六章 结论与展望  57-58
参考文献  58-61
附件A  61-62
附件B  62-63
致谢  63

相似论文

  1. 熔化极气体保护焊熔滴过渡图像分析系统,TG444
  2. 喷管羽流温度场测量系统的研制,V434
  3. 基于单片机和LabVIEW的静电除尘系统,X701.2
  4. 油包水型乳化油液水击谐波破乳LabVIEW仿真及实验研究,X703
  5. 基于LabVIEW虚拟示波器的设计及远程控制,TM935.3
  6. 轴流式通风机叶片振动的非接触式测量,TD441.2
  7. 基于单片机的单相感应电机控制,TP273.5
  8. 基于虚拟仪器的电能质量监测研究,TM76
  9. 基于虚拟仪器的音频信号分析系统设计,TP274
  10. 基于LabVIEW的网络数据管理系统的设计与实现,TP274
  11. 基于cRIO的生丝品质实时电子检测软件系统的开发,TS147
  12. 基于NI cRIO平台的生丝电子实时检测系统的开发,TS147
  13. 生丝扁平度电子检测方法的探索与分析,TS147
  14. 一种纳米材料搅拌机控制系统的设计,TP273.5
  15. 水介质电磁阀测试系统的研究,TH134
  16. 基于虚拟仪器测控系统的开发与研究,TH703
  17. 基于LabVIEW的LED结温测量及其光电特性研究,TN312.8
  18. 基于LabVIEW的矿井排水自动监控系统的设计与实现,TD744
  19. 基于LabVIEW的风浪水槽造波机控制算法研究,TP273
  20. 矿用锚杆支护静态电阻应变仪的研究,TD353.6
  21. 基于虚拟仪器技术的综合电能质量分析平台的设计,TM935

中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化元件、部件 > 发送器（变换器）、传感器
© 2012 www.xueweilunwen.com