基于多传感器阵列的恶臭气体检测系统监控软件开发

发布时间:2018-11-11 10:17
【摘要】:近年来,随着环境污染的进一步加剧,越来越多的研究机构投入到恶臭气体检测的研究中,然而传统的气体检测系统只能进行单一气体的检测,对于复合恶臭气体检测效果不佳,因此我们设计搭建了基于多传感器阵列的恶臭气体检测系统。由于系统采用多种传感器进行气体检测,对于不同传感器输出信号的采集与处理成为本系统开发的关键,为合理处理多个传感器输出的信号,本课题研究开发了基于多传感器阵列的恶臭气体检测系统监控软件。本系统采用PC-单片机模式,利用单片机作为下位机控制核心进行数据采集与预处理。课题开发的监控软件正是配合单片机运行的数据处理及传输程序。针对不同气体传感器的输出特性,软件设计了信号的基线调整程序、增益调节程序进行处理。这两部分程序旨在将采集到的数字信号进行幅值的归一化处理,以方便软件进行后续的信号处理。系统采集的气体信号变化缓慢,在采集时常带入高频噪声,为此,软件设计了低通滤波器进行数据处理。下位系统处理数据的能力有限,不能进行复杂的数字滤波器设计,因此我们采用了无限冲激响应数字滤波器进行数字滤波,它很好的模拟了低通滤波功能,当传感器信号变化很缓慢时效果非常好。为了能够实现与上位机的数据传输,本软件还设计了与上位机的通信程序,该程序利用单片机的串行中断实现,通过接收上位机发送的命令来执行相应操作。目前样机程序已经能够正常工作,大量实验表明本课题设计开发的程序实用性好、稳定性高,尤其软件中针对多传感器不同输出信号的处理方法,具有一定的参考价值和应用前景。
[Abstract]:In recent years, with the further aggravation of environmental pollution, more and more research institutions are devoted to the research of odor gas detection. However, the traditional gas detection system can only detect a single gas. The detection effect of compound odor gas is not good, so we have designed and built a multi-sensor array based odor gas detection system. Because the system uses a variety of sensors for gas detection, the acquisition and processing of the output signals of different sensors become the key of the system development. In this paper, the monitoring software of odor gas detection system based on multi-sensor array is developed. This system adopts PC- single chip microcomputer mode, using single chip microcomputer as the control core of lower computer to collect and preprocess data. The monitoring software developed by the subject is just the data processing and transmission program running with single-chip microcomputer. According to the output characteristics of different gas sensors, the software designs the baseline adjustment program and the gain adjustment program to process the signal. The purpose of these two programs is to normalize the amplitude of the collected digital signal so as to facilitate the subsequent signal processing by the software. The gas signal collected by the system changes slowly and often brings in high frequency noise. Therefore, a low-pass filter is designed to process the data. The ability of the lower system to process the data is limited, so we can not design the complex digital filter, so we use the infinite impulse response digital filter for the digital filter, which simulates the low-pass filter function very well. When the sensor signal changes slowly, the effect is very good. In order to realize the data transmission with the host computer, the software also designs the communication program with the host computer. The program is realized by the serial interrupt of the single chip microcomputer, and the corresponding operation is carried out by receiving the commands sent by the upper computer. At present, the prototype program has been able to work normally. A large number of experiments show that the program designed and developed in this paper has good practicability and high stability, especially the processing methods for different output signals of multi-sensors in the software. It has certain reference value and application prospect.
【学位授予单位】:河北工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:X84;TP212

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