电子鼻硬件系统毕业设计.doc

电子鼻硬件系统毕业设计

本文共计77页，29613字；


摘要
电子鼻是一种由具有部分选择性的化学传感器阵列和适当的模式识别系统组成、能够识别简单或复杂气味的仪器。电子鼻在食品工业、航空航天、环境监测等方面具有诱人的应用前景，因此，这一研究领域受到广泛关注和普遍重视，近年来发展迅速。
电子鼻硬件系统是一个典型的单片机应用系统，使用了单片机的全部内资源和多种外部接口技术。
电子鼻的软件系统由单片机软件和PC机软件两部分组成。单片机软件用C语言编写，在系统脱机工作时全面实现对系统的控制、处理、分析和显示功能;在连机工作时，负责采样、数据传送。PC机软件用Visual C++语言编写。
关键字:电子鼻气 ，敏传感器阵列 ，模式识别 ，单片机特征提取
Abstract
The electronic nose is that one kind is has some alternative chemical sensor arrays and proper mode recognition systems to make up , can discern the instrument of the simple or complicated smell . The electronic nose has a captivating application prospect in such aspects as food industry , Aero-Space , environmental monitoring, so, this research field is paid close attention to extensively and generally pay attention to, develop rapidly in recent years.
The hardware system of electronic nose is that a typical one-chip computer uses the system, uses all inside resources of the one-chip computer and many kinds of outside interface technology.
目录
摘要 I
Abstract II
目录 III
第1章 绪论 1
1.1电子鼻研究的背景 1
1.1.1气敏传感器的应用及其局限性 1
1.1.2电子鼻的提出 2
1.2电子鼻的研究现状 2
1.3论文的主要工作 5
第2章 电子鼻的原理和结构 6
2.1电子鼻的生物学基础 6
2.1.1嗅觉产生的机理和特点 7
2.1.2嗅觉信号的传递和处理 8
2.1.3嗅觉中枢的反馈 8
2.2电子鼻系统的结构 9
2.3传感器阵列的组成 9
2.4传感器阵列的简单模型 10
2.5信号预处理电路 10
2.6模式识别技术 11
2.7电子鼻中常用的模式识别方法 12
2.8输出方式 14
第3章 传感器阵列的数学模型 15
3.1传感器阵列的响应矩阵 15
3.1.1气敏传感器的响应曲线 15
3.1.2信号预处理 16
3.1.3阵列对混合气体的响应 17
3.2系统的识别性能 18
3.2.1单个传感器能识别的气体数 18
3.2.2阵列可识别的气体数 20
3.2.3响应的不确定性对性能的影响 25
3.2.4传感器的相关性对性能的影响 26
第4章 电子鼻的硬件 28
4.1电子鼻系统的设计方案 28
4.1.1电子鼻系统的研制目标 28
4.1.2系统的结构和功能 29
4. 2进样系统 30
4.3单片机及其外围电路 32
4.3.1 MCS-51单片机及片外总线结构 33
4.3.2 MCS-51单片机的时钟电路和复位电路 36
4.3.3 MCS-51单片机的系统扩展 36
4.4传感器加热电路 38
4.5采样电路 40
4.6 键盘接口 42
4.7字符型液晶显示模块LCM接口 43
4. 8串行通信接口 44
第5章 电子鼻系统软件 46
5.1串行通信协议 46
5. 2单片机软件 49
5.2.1连机子程序 51
5.2.2脱机子程序 52
5.2.3数据采集过程 52
第6章 结论 54
致谢 55
参考文献 56
附录1:中文资料 58
附录2:英文资料 63
附录3:程序 68

部分参考文献
1. 潘新民等，微型计算机与传感器技术，第一版，北京:人民邮电出版社，1988
2. 金篆芷，现代传感技术，第一版，北京:电子工业出版社，1995
3. 徐开先等，实用新型传感器及其应用，第一版，沈阳:辽宁科学技术社，1995
4. 刘迎春等，现代新型传感器原理与应用，第一版，北京:国防工业出版社，1998
5. 刘军华，智能传感器系统，第一版，西安:西安电子科技大学出版社，1999
6. W. F.Wilkens et al, An electronic analog for the olfactory process,Ann. NY. Sci. 1964, 116, 608
7. K. Persaud&G.Dodd, Analysis of discrimination mechanisms in themammalian olfactory system using a model nose, nature, 1982,299:(5881)，352-355