基于STC89C516RD+單片機(jī)的手持式電子鼻的設(shè)計(jì)
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3 軟件設(shè)計(jì)
本電子鼻系統(tǒng)的軟件分為兩大部分。采集終端上的軟件是在Keil uVision2開(kāi)發(fā)環(huán)境下用C語(yǔ)言編寫(xiě)的，編寫(xiě)好的源程序通過(guò)RS232串口燒錄到STC89C516KD+單片機(jī)中；處理終端上的軟件是基于LabVIEW7．1(National Instrumentation，美國(guó))平臺(tái)在PDA(WindowsXP系統(tǒng))上開(kāi)發(fā)的。本文對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的驗(yàn)證試驗(yàn)，測(cè)試樣品為白酒。通過(guò)數(shù)輪的測(cè)試表明該電子鼻系統(tǒng)及軟件運(yùn)行正常，達(dá)到了預(yù)期的功能要求。測(cè)試的軟件界面見(jiàn)圖10。從圖中可以看出電子鼻在一輪完整的測(cè)試過(guò)程中，須經(jīng)歷4個(gè)階段；基態(tài)階段、采樣階段、保持階段及恢復(fù)階段。在基態(tài)階段，三通電磁閥切換至空氣通道，傳感器陣列的電壓信號(hào)為一條水平基線(xiàn)。待三通電磁閥切換至樣品氣體通道后，系統(tǒng)進(jìn)入采樣階段，傳感器陣列開(kāi)始響應(yīng)，數(shù)秒后電壓信號(hào)值上升至峰值再趨于平穩(wěn)，待接近平衡后，系統(tǒng)進(jìn)入保持階段，三通電磁閥保持樣品氣體通道不變。最后進(jìn)入恢復(fù)階段，三通電磁閥切換回空氣通道，傳感器陣列的響應(yīng)曲線(xiàn)迅速下降，直至恢復(fù)到基線(xiàn)位置。本文引用地址：http://www.2s4d.com/article/171782.htm
圖11是該電子鼻系統(tǒng)的軟件流程圖。在開(kāi)始測(cè)試前，須先在PDA上設(shè)定測(cè)試過(guò)程4個(gè)階段的時(shí)間值：基態(tài)時(shí)間、采樣時(shí)間、保持時(shí)間及恢復(fù)時(shí)間。然后由PDA發(fā)出“開(kāi)始”指令，系統(tǒng)開(kāi)始測(cè)試。采集終端在收到該指令后，內(nèi)部的單片機(jī)會(huì)按照指令，通過(guò)定時(shí)器來(lái)控制好4個(gè)階段的時(shí)間。首先單片機(jī)會(huì)控制DAC調(diào)理模塊輸出加熱電壓用來(lái)加熱傳感器陣列，然后再控制ADC模塊采集傳感器陣列的信號(hào)電壓，并選擇將獲取的數(shù)據(jù)存到存儲(chǔ)模塊中，或者直接由無(wú)線(xiàn)模塊反饋給接收端的PDA做分析與處理。待數(shù)據(jù)采集完畢，PDA發(fā)出“結(jié)束”指令，系統(tǒng)停止工作。
在進(jìn)行下一輪的測(cè)試前，須讓PDA發(fā)出“復(fù)位”指令使系統(tǒng)清零后，方可進(jìn)行新一輪的測(cè)試。此外在測(cè)試的過(guò)程中，可以通過(guò)PDA發(fā)出指令來(lái)控制微型氣泵和三通電子閥的開(kāi)關(guān)。在測(cè)試停止后，可以通過(guò)“打開(kāi)”指令來(lái)讀取之前獲取的傳感器陣列的數(shù)據(jù)及響應(yīng)曲線(xiàn)。
4 結(jié)束語(yǔ)
本文針對(duì)國(guó)內(nèi)鮮有電子鼻產(chǎn)品開(kāi)發(fā)這一現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)了一套基于STC89C516RD+單片機(jī)的手持式電子鼻系統(tǒng)。此系統(tǒng)具有低成本、便攜化的特點(diǎn)。系統(tǒng)分為采集終端與處理終端兩大部分，采集終端負(fù)責(zé)獲取MOS氣體傳感器陣列的響應(yīng)信號(hào)，處理終端則分析與處理獲取的信號(hào)。兩個(gè)終端之間通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信的方式完成數(shù)據(jù)的交換。最后通過(guò)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)初步地驗(yàn)證了系統(tǒng)的性能，表明此電子鼻系統(tǒng)具備一定的市場(chǎng)應(yīng)用潛力。
評(píng)論