基于WIFI的無線甲醛監(jiān)測器設計

1.2.4 通訊模塊

本模塊可以實現(xiàn)傳統(tǒng)的RS232通訊，也可以實現(xiàn)WIFI無線通訊。單片機的引腳RXD(P30)、TXD(P31)通過MAX232芯片將TTL電平轉(zhuǎn)換為EIA電平，從而實現(xiàn)單片機與PC機的RS232通訊。WIFI無線通訊則是通過WIFI模塊將單片機的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成WIFI標準的數(shù)據(jù)類型。通過設置模塊的網(wǎng)絡名稱、密碼、IP、端口號、串口參數(shù)等可實現(xiàn)單片機與PC機或智能手機之間的通訊。

1.3 外殼設計

整體的外殼設計如圖7所示。外殼設計主要是根據(jù)模組的尺寸、電源的形式、接口位置、方便拆卸等來考慮。本款模組的長是102mm，寬是40mm，高是30mm。電源既要能用電池供電又要可以通過外接電源供電。綜上考慮，外殼由3個部分組成：電路板倉、器件倉、電池倉。電路板通過6個通孔固定在外殼上蓋上，同時電路板會與外殼形成一個封閉的倉，即器件倉，在器件倉的上表面再打一些小孔，氣體通過擴散經(jīng)過這些小孔與器件發(fā)生反應。電池固定在正面，它通過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、指示燈固定在外殼的尾部。

2 軟件設計

本系統(tǒng)的軟件部分分為兩個部分：單片機部分與客戶端部分。單片機軟件采用C語言編寫，它包含初始化函數(shù)、信號獲取函數(shù)、溫度獲取函數(shù)、數(shù)據(jù)處理函數(shù)、溫度標定函數(shù)、存儲函數(shù)等。程序流程圖如圖8所示，單片機首先初始化，然后等待與客戶端連接，當連接成功后就判斷當前指令是工作模式還是調(diào)試模式，調(diào)試模式則進行溫度標定，標定的結(jié)果存儲在單片機的內(nèi)部存儲當中，如果是工作模式則根據(jù)客戶端的指令做出相應的操作，最后得到的數(shù)據(jù)經(jīng)過WIFI無線傳輸?shù)娇蛻舳孙@示出來。客戶端如果是PC機則基于LabVIEW編寫，它主要實現(xiàn)WIFI無線通訊、數(shù)據(jù)的傳輸、數(shù)據(jù)的處理與顯示?？蛻舳巳羰茿ndroid智能手機則基于Java開發(fā)相應的APP應用程序，該APP主要實現(xiàn)WIFI無線通訊、數(shù)據(jù)的傳輸與顯示。通過實驗測試證明，Android智能手機與甲醛監(jiān)測器通信正常。

3 電子鼻的性能測試

靈敏度是甲醛監(jiān)測器的重要性能參數(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)測器將加熱溫度分別控制在25℃、50℃、75℃、100℃、125℃五個不同的溫度，且在紫外光激發(fā)的條件下對100ppm甲醛進行了靈敏度測試，如表1所示。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在紫外光激發(fā)的情況下75℃時我們的甲醛監(jiān)測器的敏感度最大，達到了1802.03。

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

通過上面的實驗結(jié)果說明，我們設計的甲醛監(jiān)測器是可行的。

4 結(jié)束語

本甲醛監(jiān)測器有以下幾個特點：

(1)既可以進行熱激發(fā)又可以進行光激發(fā)，相對于傳統(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)可以實現(xiàn)WIFI無線通訊，這為傳感器聯(lián)網(wǎng)和遠程監(jiān)控打下了基礎。

(4)本系統(tǒng)成本低且對甲醛的靈敏度好。