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(yīng)的氣體，此時即可認(rèn)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(yīng)在嵌入式系統(tǒng)上進行。考慮到相應(yīng)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(shè)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(yīng)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(dāng)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(dāng)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(shè)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(yīng)和對敏感陣列響應(yīng)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(shè)備并營造專用的圖像采集環(huán)境，氣體的識別應(yīng)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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