具有无线传输功能的智能丙酮气敏传感器

材料，医用领域也经常涉及。但丙酮也属于易燃易爆的液体，和空气相结合便迅速形成爆炸性的混合物。所以，在生产过程中一定要注意丙酮的保存，一旦泄露很容易发生安全事故。

由于丙酮的特殊性，现在普遍使用检测丙酮气体的传感器，一般属于广谱型敏感器件，使用范围较广，在此基础上研发一种无线传输功能的丙酮蒸汽传感器有更高的应用价值。无线传输功能的丙酮气敏传感器不但应用于数据监控与反馈领域，还可以进行实时检测。

一、气敏薄膜的制备

实验室实验一般采用的是JCK一500E的磁控溅射仪进行薄膜的制备。在不同的温度进行退火的样品，丙酮气体选择性能和灵敏度也会有所不同并且在恢复的时间上也有差异。在700摄氏度退火处理工艺之后样品对于丙酮气体的选择性有明显的效果影响，但是对丙醇或者是究竟影响力会比较小。薄膜的灵敏度会很好的作用于丙酮气体，可以达到57.368，恢复时间一般是2秒，此时的丙酮气体的灵敏传感器灵敏度可以表示为：s=R/Rs，式中：R，Rs分别代表元件在被测的气体和空气中的电阻值。

二、智能丙酮气敏传感器系统的电路设计

（一）传感器系统的总体结构设计

智能丙酮气敏传感器系统的芯片是ARM，经过严格的采样电路检测气体，在控制电路和无线传输，再经过显示单元这一系列系统流程实现传感器的功能。智能丙酮气敏传感器对气体的浓度进行采样，并将其发送到ARM芯片LPC2131，然后读取A/D转换值与气体浓度的计算，并得出气压值。电压值的传输形式主要是无线发送，接收端是通过接收模块进行的，把无线数据发送到LPC213l芯片，LPC213l芯片经过信息处理再经过Pc机或者是LCD显示传给用户。并且智能丙酮气敏传感器系统的无线接收电路均是采用了无线收发的模块nRF905，nRF905是一种单片射频收发器，无需客户端对数据进行曼彻斯特编码，收发模式是无线的数据发送，具有很高的可靠性，操作方便，被广泛的应用到工业控制和消费电子等领域。

（二）采样电路

智能丙酮气敏传感器无线接收流程内容是：丙酮气敏传感器上的敏感元件会感受到气体的浓度变化，经过严格的测量电路，通过曲线的拟合会出现电压信号的变化，在控制电路上将电压信号经过一系列的串口发送到LPC213l芯片，芯片在接受完数据后通过SPI接口继而发送给nRF905，nRF905会将数据的前面加上导码与CRC代码，并将数据包发送客户端。在nRF905正确读取数据之后，经过USART传输到LCD显示或者是PC机器等外用设备上。

三、无线传输功能的智能丙酮气敏传感器软件设计

在nRF905基础上进行的智能丙酮气敏传感器设计不但在传统的电路基础上增加了低通滤波和电压跟舶器的隔离电路，并能够自动换挡，设计思路是改进传统传感器的不稳定性能与改善测量精度低的缺点，丙酮气敏传感器还可以通过软件改进提高传感器系统整体性能。硬件设计是测量装置，软件设计主要含有：中断处理（服务）程序、层芯片驱动程序、无缦收发程序、监控程序和实现各种不同种类计算的功能性模块。软件的设计应该保持在ADS的集成开发的环境中独立完成，并且根据EASYJTAG仿真器进行严格的系统调试。

无线传输功能的智能丙酮气敏传感器系统模块软件的设计通过nRF905的接受和发送功能实现的驱动程序，能够有效准确的进行数据衔接，并且在传感器驱动程序中可以自动设置初始化的各种参数值的变量，例如：静态的变量、全局的变量和端口变量等，对软件系统进行整体性的编译，从而实现丙酮气敏传感器的数据采集的无线传输功能。

四、结束语

无线传输功能的智能丙酮气敏传感器的设计基础是nRF905，它的功能不但可以进行丙酮和丙酮气体浓度的准确测量，还可以检测其阻值变化的范围，电阻的测量精度可以达到±0 5%。在智能丙酮气敏传感器系统中结构设计简单，并且具有很高的集成度，因此具有低消耗的特点。在操作上借助于ARM7内核作为MCU，使得传感器的系统能够更好的发挥扩展能力，并且发展前景也比较好，被广泛的应用于无线测试和远程显示领域中。

参考文献：

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