基于LabVIEW平台的有毒有害气体电子鼻监测系统的设计

摘要

电子鼻监测技术是近年来研究较为活跃的一个科研领域，它涉及了化学、电子技术、模式识别技术等多学科的融合。有毒有害气体的检测是电子鼻系统的一个新的应用领域。有毒有害气体一直是生产生活的主要危险源，一旦控制不当将会引发重大安全事故，厂矿环境的大气中有毒有害气体主要是甲醛、甲醇、一氧化碳、二氧化硫、氨气、硫化氢等六种气体。本课题主要针对以上六种有毒有害气体自行设计的电子鼻监测系统。可对大气中超限目标气体发出警报，对保障人和财产的安全具有重大意义。系统就目前大多数电子鼻系统存在的传感器寿命短、进样气体杂质易堵塞气路等缺点，采用自主设计的进气装置优化了采样气路延长了传感器的使用寿命，该系统利用STM32F103作为核心控制系统，筛选出六个电化学传感器组成的活体传感器阵列，传感器的响应信号经过电路放大转换后传输到上位机；利用LabVIEW平台对上位机软件系统进行编程开发，使上位机系统具有工作模式选择、数据处理、环境信息实时显示等功能，并可以将数据采集系统与BP神经网络模式识别系统无缝连接，实现了电子鼻系统的整体搭建。本课题最后选取CO和CH3OH两种气体进行实验，对其分别按100ppm、80pmm、50ppm、30ppm、0ppm的比例进行两两混合，通过对9种不同比例混合的CH3OH和CO气体进行检测，CO的平均误差为5.52ppm，CH3OH的平均误差为7.15ppm，测试结果满足要求。实验结果表明电子鼻系统的性能良好，具备较好的应用前景。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 电子鼻系统的国内外研究现状

1.3 本课题研究的目的和意义

第二章系统整体设计

2.1 系统实现的功能

2.2 系统设计原则

2.3 小结

第三章 传感器阵列设计

3.1 气体传感器概述

3.2 气体传感器分类及特征

3.3 MEMBRAPOR系列电化学传感器

3.4 小结

第四章电子鼻系统的软硬件设计

4.1 硬件系统

4.2 软件系统

4.3 小结

第五章模式识别系统

5.1 模式识别系统

5.2 BP神经网络的应用

5.3 小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢