GPRS通信技术在电子鼻系统的应用研究

GPRS通信技术在电子鼻系统的应用研究

论文摘要

近几年来,随着社会的发展和人们安全意识的提高,人们对生产、生活以及环境的要求也越来越高,因此对气体或者气味的定性、定量检测也逐渐成为研究的热点。针对传统检测手段只能实现单点与局限区域性检测,特别是无法在对人有害的环境下实时检测,本课题致力于利用移动通信网络(GPRS)作为信号的传输通道,从而搭建一个实用、易升级而且独立的数据传输平台,可以实现多点检测,形成传感器无线检测网络,以便监控人员快速做出决策。主要的研究工作如下:1.介绍课题背景和电子鼻的国内外研究现状,以及数据采集和转换理论。根据实际情况确定系统的组网方案,同时通过比较各种模块的优缺点最终采用西门子无线模块MC55,分析其工作过程。2.研究了终端的功能需求,并给出了合理的规划设计,对远程终端硬件的各个功能模块进行了分析和设计,并对其硬件电路进行设计和调试。3.仔细分析了无线数据传输系统的功能需求及主要特点,设计出系统的总体结构;根据无线模块的要求给出了单片机AT89C52的软件设计和具体实现;结合系统的功能需求和总体结构,利用Microsoft公司的Visual C++编程软件的Socket网络编程功能对上位机的软件进行了设计。本文的主要特色:1.在测量气体浓度过程中,采用测量负载电阻的输出电压而不直接测量传感器的动态电阻的方法获得了稳定的气体浓度变化曲线,将采集获得的数据导入Excel后,可以清晰绘制不同气体样品的“图谱”。2.采用GPRS通信技术实现了电子鼻检测系统中的图谱数据无线传输与图谱的解调,可以应用于远程医疗诊断或者有毒气体等特殊环境的远程监测。3.针对目前市场上数据采集卡比较昂贵的现状,自行设计数据采集电路,大大降低了系统的成本。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 引言
  • 1.2 气体传感器的研究现状
  • 1.3 电子鼻的国内外研究现状
  • 1.3.1 电子鼻的定义及概述
  • 1.3.2 电子鼻的国外研究历史及现状
  • 1.3.3 电子鼻的国内研究现状
  • 1.3.4 电子鼻在疾病诊断中的应用
  • 1.4 远程数据传输的现状
  • 1.5 GPRs的基本特性
  • 1.5.1 GPRS的定义
  • 1.5.2 GPRS的技术优势
  • 1.5.3 GPRS网络的应用
  • 第2章 数据采集与转换理论
  • 2.1 数据采集理论
  • 2.1.1 模拟量及其量化
  • 2.1.2 采样过程
  • 2.1.3 采样定理
  • 2.1.4 使用抗混频滤波器
  • 2.2 数据采集系统的组成结构
  • 2.2.1 数据采集系统的结构
  • 2.2.2 数据采集系统的特征指标
  • 2.2.3 数据采集系统的分类
  • 2.2.4 数据传送的基本方式
  • 第3章 GPRS通信技术的研究
  • 3.1 组网方案的选择
  • 3.2 数据传输的运行费用
  • 3.3 无线模块的选择
  • 3.3.1 无线模块终端设计方法
  • 3.3.2 西门子公司无线模块
  • 3.3.3 WAVECOM公司无线模块
  • 3.3.4 几种模块的整体比较
  • 3.4 基于GPRS模块的数据传送
  • 3.4.1 GPRS AT命令介绍
  • 3.4.2 短消息的发送
  • 3.4.3 GPRS模块的数据传输
  • 第4章 系统的硬件设计
  • 4.1 气体传感器阵列的选型
  • 4.1.1 气体传感器概述及分类
  • 4.1.2 气体传感器阵列的选择
  • 4.1.3 TGS电阻式气体传感器工作原理
  • 4.1.4 TGS电阻式气体传感器特性
  • 4.2 信号调理电路设计
  • 4.2.1 信号调理电路的选择
  • 4.2.2 信号调理电路的硬件设计及器件选择
  • 4.2.3 信号调理电路的误差分析
  • 4.2.4 信号调理电路的取样电阻的调节
  • 4.3 单片机选型
  • 4.4 A/D采样电路设计
  • 4.4.1 ADC0838的特性
  • 4.4.2 ADC0838的引脚
  • 4.4.3 ADC0838的硬件电路设计
  • 4.5 串口通讯模块设计
  • 4.5.1 总线的选择
  • 4.5.2 RS-232C标准的介绍
  • 4.5.3 MAX232驱动芯片的介绍
  • 4.5.4 串口通讯模块的硬件电路设计
  • 4.6 液晶显示电路
  • 4.6.1 液晶模块介绍
  • 4.6.2 液晶模块的指令系统
  • 4.6.3 液晶模块电路设计
  • 第5章 系统软件设计
  • 5.1 软件总体设计
  • 5.2 数据采集终端软件设计及实现
  • 5.2.1 数据采集终端软件的开发环境
  • 5.2.2 数据采集终端模块的划分
  • 5.2.3 终端软件模块的实现
  • 5.3 上位机软件的设计
  • 5.3.1 上位机软件的开发环境
  • 5.3.2 Socket编程模型
  • 5.3.3 Winsock编程步骤
  • 5.3.4 上位机软件的实现
  • 第6章 结论与展望
  • [参考文献]
  • 致谢
  • 硕士期间发表的论文
  • 相关论文文献

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