基于光電檢測技術(shù)的惡臭信號采集系統(tǒng)研究.pdf

1、近幾年來，隨著城市化進(jìn)程的加劇和人民生活水平的日益提高，城市生產(chǎn)與生活過程中產(chǎn)生的垃圾迅速增加，其散發(fā)的惡臭氣味嚴(yán)重影響了人類的身體健康。除此之外，還有化工、制藥公司等排放的令人窒息的氣體同樣不容樂觀。因此惡臭氣體已經(jīng)成為了重點(diǎn)監(jiān)測的對象，但是國內(nèi)對惡臭污染的治理還很不完善，而且沒有成熟的檢測系統(tǒng)。因此，研發(fā)出高性價比的惡臭檢測系統(tǒng)迫在眉睫。
　　通過對國內(nèi)外現(xiàn)有的惡臭測量方法的研究，結(jié)合現(xiàn)有的光電檢測技術(shù)，本課題設(shè)計了一種基于光

2、吸收的惡臭信號采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)基于光電比色法，采用雙光路即每個采集電路模塊設(shè)兩個光路：一路參考光，一路信號光，其中兩路信號采集時都使用了雙邊帶調(diào)幅技術(shù)，相敏解調(diào)后的兩路信號進(jìn)入差分放大器做差，并且將差分信號用寬量程可編程增益放大器放大至理想AD值。該系統(tǒng)適合采集寬范圍濃度的惡臭信號，尤其適合測量微弱的惡臭信號。該設(shè)計方案不但能夠抵抗干擾，降低噪聲，提高采集的靈敏度，而且增大了量程。
　　通過研究分析，并結(jié)合系統(tǒng)特點(diǎn)最終確定了嵌入式

3、的系統(tǒng)架構(gòu)，為了防止后續(xù)課題進(jìn)行復(fù)雜運(yùn)算，預(yù)留了上位機(jī)接口。通過與其他芯片對比，最終選擇STM32F103VET6作為主控芯片，有效地降低了成本，增加了系統(tǒng)的靈活性。本課題移植了μC/OS-Ⅲ操作系統(tǒng)，保證了采集氣體的實(shí)時性。由于該操作系統(tǒng)沒有圖形界面，又移植了STemWin圖形界面并對其底層接口進(jìn)行了優(yōu)化。然后編寫了各模塊的驅(qū)動程序，并且完成了對信號的采集、顯示、保存和人機(jī)交互任務(wù)。
　　系統(tǒng)設(shè)計完成后進(jìn)行了整機(jī)測試，實(shí)驗結(jié)果表