气体传感器长期稳定性监测系统

论文摘要

随着社会的进步和人们对环境质量意识的增强,国家对环境监测领域的关注和投入也与日俱增。随着各种有毒有害气体应用的增多,使得气体传感器在各种工业场所以及人们的生活中得到越来越广泛应用。然而在气体传感器的研制和生产过程中,检测效率低和精度差,不能实时监控气体传感器的特性参数等,这些因素严重限制了气体传感器的大批量生产和应用,因此,研制气体传感器监测系统成为解决这一问题的最佳途径。本文设计的气体传感器长期稳定性监测系统可实现长时间对气体传感器的特性进行监测和数据的保存处理。该系统除了监测传感器的特性外,还对环境的温湿度进行检测,为传感器采集的数据提供可靠的环境保障。系统主要由电源、温湿度采集电路、80选一线路、自动量程选择电路、显示部分、SD卡存储和上位机数据处理界面等部分组成。监测系统应用模拟开关来设计自动量程选择电路和80选一电路,通过模拟开关来传递模拟信号。系统应用ARM CortexM3系列的LM3S1138为微控制器,进行A/D的采集和部分数据的处理。由于系统有时需要进行长时间的数据采集,采集的数据量比较大,所以设计了SD卡存储,用来存储数据。应用Delphi7.0软件开关平台设计了上位机软件,能够实现实时的数据采集、数据曲线的绘制和历史数据查询等功能。该气体传感器长期稳定性监测系统经过实际应用验证,系统工作稳定性好,采集数据精度高,能够智能的实现气体传感器特性的监测,为传感器的研发提供了有利的工具。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 国内外发展状况及分析
• 1.2 课题来源和主要研究内容
• 第2章 监测系统硬件设计
• 2.1 系统整体设计方案
• 2.2 监测系统电源模块设计
• 2.2.1 基本电源模块设计
• 2.2.2 传感器加热丝电源设计
• 2.3 显示模块设计
• 2.3.1 数码管显示设计
• 2.3.2 液晶显示
• 2.4 信号采集模块设计
• 2.4.1 模拟开关原理
• 2.4.2 信号采集模块电路
• 2.4.3 温湿度数据采集设计
• 2.5 ARM 控制系统设计
• 2.5.1 串行通讯接口设计
• 2.5.2 按键电路
• 2.5.3 LED 电路
• 2.6 本章小结
• 第3章 数据存储设计
• 3.1 硬件电路设计
• 3.1.1 SD 卡电路设计
• 3.1.2 SD 卡命令格式
• 3.2 文件管理系统设计
• 3.3 本章小结
• 第4章 软件设计
• 4.1 下位机软件编程
• 4.1.1 主程序的编写
• 4.1.2 数据采集程序
• 4.1.3 中断程序
• 4.2 上位机监测软件设计
• 4.3 通信模块设计
• 4.3.1 MSComm 控件介绍
• 4.3.2 通信功能实现
• 4.4 监测界面设计
• 4.4.1 系统登录模块设计
• 4.4.2 数据采集界面设计
• 4.4.3 数据库建立
• 4.5 本章小结
• 第5章 现场检测与结果分析
• 5.1 气体传感器失效模式分析
• 5.2 实验数据采集
• 5.2.1 实验条件
• 5.2.2 数据采集
• 5.2.3 检测误差分析
• 5.2.4 重复性分析
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢