基于有機氣敏變色材料的傳感器系統(tǒng)
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這里，考慮到實際需檢測圓的半徑變化不是很大，可以假定圓的半徑在一定數(shù)值范圍，以這個范圍做個循環(huán)來進行已知半徑的圓的檢測，從而減小運算量，提高系統(tǒng)的識別效率。如圖2，圖3所示。
最后，計算距離，得出結(jié)論。將待測氣體的特征矩陣分別與數(shù)據(jù)庫中各氣體的特征矩陣用式(1)求距離，并記錄下最小距離和對應的氣體，此時即可認定記錄下的氣體和待測氣體最為接近。若該最小距離小于閾值，則可判定待測氣體即為記錄下的氣體；否則，可判斷待測氣體于數(shù)據(jù)庫中不存在。
2.4 傳感系統(tǒng)的完成及功能測試
為了能最終完成氣體的檢測識別，并且使系統(tǒng)方便攜帶，降低成本，后端的圖像采集，圖像處理和算法的運行都應在嵌入式系統(tǒng)上進行。考慮到相應的計算量和圖像采集功能，可以選擇基于ARM9架構(gòu)的S3C2440嵌入式平臺，顯示設備選用6寸的LCD液晶顯示器，攝像頭選用OV9600。選好平臺后，可用EVC+-軟件編寫程序和應用界面，把數(shù)據(jù)庫和算法寫入程序，最后把程序移植到嵌入式系統(tǒng)中即可進行氣體的識別。
完成后的傳感器可以方便地對易揮發(fā)有機氣體進行檢測，如圖4所示。在攝像頭前面適當距離固定氣敏陣列以便采集圖像，它們組成傳感器的前端氣體探測部分，并且攝像頭通過數(shù)據(jù)線接入后端的圖像識別系統(tǒng)。圖像識別系統(tǒng)由基于ARM的嵌入式系統(tǒng)加上外圍的觸控液晶顯示屏組成。測試氣體時，首先用觸控顯示屏打開氣體識別程序，按圖5提示操作，點擊“grab”按鈕在當前環(huán)境用攝像頭給氣敏陣列拍照，然后把探測部分放入氣體環(huán)境，待15 min氣敏陣列穩(wěn)定后，點擊calcu-late按鈕，程序會自動拍照記錄下此時的顏色陣列并按設定算法計算出待測氣體。
3 結(jié) 語
這里主要研究了敏感薄膜對各種氣體的顏色響應和對敏感陣列響應圖像的識別算法，從而完成了氣敏傳感器系統(tǒng)。通過實驗證明，該系統(tǒng)能有效識別14種易揮發(fā)有機氣體。如果能夠使敏感薄膜的制作更加精確，用更好的圖像采集設備并營造專用的圖像采集環(huán)境，氣體的識別應該不僅可以定性，還可以定量，甚至定量的分析混合氣體。
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