基于WIFI的無(wú)線甲醛監(jiān)測(cè)器設(shè)計(jì)

1.2.4 通訊模塊

本模塊可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的RS232通訊，也可以實(shí)現(xiàn)WIFI無(wú)線通訊。單片機(jī)的引腳RXD(P30)、TXD(P31)通過(guò)MAX232芯片將TTL電平轉(zhuǎn)換為EIA電平，從而實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與PC機(jī)的RS232通訊。WIFI無(wú)線通訊則是通過(guò)WIFI模塊將單片機(jī)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成WIFI標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)類型。通過(guò)設(shè)置模塊的網(wǎng)絡(luò)名稱、密碼、IP、端口號(hào)、串口參數(shù)等可實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與PC機(jī)或智能手機(jī)之間的通訊。

1.3 外殼設(shè)計(jì)

整體的外殼設(shè)計(jì)如圖7所示。外殼設(shè)計(jì)主要是根據(jù)模組的尺寸、電源的形式、接口位置、方便拆卸等來(lái)考慮。本款模組的長(zhǎng)是102mm，寬是40mm，高是30mm。電源既要能用電池供電又要可以通過(guò)外接電源供電。綜上考慮，外殼由3個(gè)部分組成：電路板倉(cāng)、器件倉(cāng)、電池倉(cāng)。電路板通過(guò)6個(gè)通孔固定在外殼上蓋上，同時(shí)電路板會(huì)與外殼形成一個(gè)封閉的倉(cāng)，即器件倉(cāng)，在器件倉(cāng)的上表面再打一些小孔，氣體通過(guò)擴(kuò)散經(jīng)過(guò)這些小孔與器件發(fā)生反應(yīng)。電池固定在正面，它通過(guò)兩根線與電路板連接，電源線與電路板是可拔插的，以方便電池的拆卸。外接電源接口、開關(guān)、指示燈固定在外殼的尾部。

2 軟件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的軟件部分分為兩個(gè)部分：?jiǎn)纹瑱C(jī)部分與客戶端部分。單片機(jī)軟件采用C語(yǔ)言編寫，它包含初始化函數(shù)、信號(hào)獲取函數(shù)、溫度獲取函數(shù)、數(shù)據(jù)處理函數(shù)、溫度標(biāo)定函數(shù)、存儲(chǔ)函數(shù)等。程序流程圖如圖8所示，單片機(jī)首先初始化，然后等待與客戶端連接，當(dāng)連接成功后就判斷當(dāng)前指令是工作模式還是調(diào)試模式，調(diào)試模式則進(jìn)行溫度標(biāo)定，標(biāo)定的結(jié)果存儲(chǔ)在單片機(jī)的內(nèi)部存儲(chǔ)當(dāng)中，如果是工作模式則根據(jù)客戶端的指令做出相應(yīng)的操作，最后得到的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)WIFI無(wú)線傳輸?shù)娇蛻舳孙@示出來(lái)。客戶端如果是PC機(jī)則基于LabVIEW編寫，它主要實(shí)現(xiàn)WIFI無(wú)線通訊、數(shù)據(jù)的傳輸、數(shù)據(jù)的處理與顯示?？蛻舳巳羰茿ndroid智能手機(jī)則基于Java開發(fā)相應(yīng)的APP應(yīng)用程序，該APP主要實(shí)現(xiàn)WIFI無(wú)線通訊、數(shù)據(jù)的傳輸與顯示。通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試證明，Android智能手機(jī)與甲醛監(jiān)測(cè)器通信正常。

3 電子鼻的性能測(cè)試

靈敏度是甲醛監(jiān)測(cè)器的重要性能參數(shù)之一。我們將TiO2作為氣體敏感材料制作成傳感器器件，并用我們的甲醛監(jiān)測(cè)器將加熱溫度分別控制在25℃、50℃、75℃、100℃、125℃五個(gè)不同的溫度，且在紫外光激發(fā)的條件下對(duì)100ppm甲醛進(jìn)行了靈敏度測(cè)試，如表1所示。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在紫外光激發(fā)的情況下75℃時(shí)我們的甲醛監(jiān)測(cè)器的敏感度最大，達(dá)到了1802.03。

在紫外光激發(fā)、加熱溫度75℃的條件下，我們就傳感器對(duì)不同濃度的甲醛的靈敏度做了測(cè)試，結(jié)果顯示在10ppm時(shí)我們的傳感器還具有很高的靈敏度。

通過(guò)上面的實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，我們?cè)O(shè)計(jì)的甲醛監(jiān)測(cè)器是可行的。

4 結(jié)束語(yǔ)

本甲醛監(jiān)測(cè)器有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

(1)既可以進(jìn)行熱激發(fā)又可以進(jìn)行光激發(fā)，相對(duì)于傳統(tǒng)熱激發(fā)溫度要200℃以上才能得到較好的材料性能，本系統(tǒng)在光激發(fā)下只需75℃就能達(dá)到最好的性能，大大降低了功耗。

(2)本系統(tǒng)尺寸小，便于攜帶。

(3)本系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)WIFI無(wú)線通訊，這為傳感器聯(lián)網(wǎng)和遠(yuǎn)程監(jiān)控打下了基礎(chǔ)。

(4)本系統(tǒng)成本低且對(duì)甲醛的靈敏度好。