基于氣致變色氣體傳感器的數(shù)據(jù)采集與圖像處理研究.pdf

1、可視嗅覺的氣致變色傳感系統(tǒng)是新一代的電子鼻領(lǐng)域發(fā)展上的突破，近年來發(fā)展迅速。氣致變色傳感器有兩個模塊組成，即前端的敏感單元模塊與后端的氣敏圖像采集與識別模塊。早在上個世紀(jì)80年代，英國科學(xué)家就提出了可以通過氣體對敏感材料有光譜響應(yīng)的顯色性來進(jìn)行混合氣體的分類鑒別。2000年，伊利諾大學(xué)的Kenneth S.Suslick教授等人發(fā)明了利用金屬卟啉類配合物合成的敏感單元，對氣體進(jìn)行顯色實驗，并獲得了良好的氣體檢測效果；2006年，我國西北

2、工業(yè)大學(xué)的郭冬敏等人在對卟啉基敏感單元進(jìn)行了大量的氣敏實驗的基礎(chǔ)上，也對后端的圖像采集與處理進(jìn)行了開拓性的研究。近幾年，電子科技大學(xué)電子薄膜與集成器件國家重點實驗室也建立了氣致變色傳感器研究項目組，分別對前端與后端進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，并取得了一些成果，對某些氣體得到了很好的檢測效果。
　　本文在對前端四苯基金屬卟啉與鈦菁鋅材料的敏感單元進(jìn)行大量氣體檢測實驗的基礎(chǔ)上，重點對后端的圖像采集與處理模塊進(jìn)行了開發(fā)與研究，主要工作如下：

3、>　　1.在氣敏顯色實驗與原有16種氣體數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，通過氣敏單元的制備、氣敏顯色的實驗，以及嵌入式圖像采集模塊的開發(fā)，采集并擴(kuò)充了14種氣體檢測數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)了更多氣體的定性檢測效果，14種新擴(kuò)充氣體的檢測率達(dá)100％，使系統(tǒng)總的可識別氣體達(dá)到30種。
　　2.基于ARM-Linux，體積小、效率高、價格低廉，能夠很好的適應(yīng)特定檢測環(huán)境的限制的優(yōu)點，采用從嵌入式Linux內(nèi)核的移植入手，通過內(nèi)核配置，按鍵驅(qū)動設(shè)計，按鍵響應(yīng)控制程

4、序的實現(xiàn)，LCD顯示應(yīng)用程序配置的方法，實現(xiàn)了具有實時圖像采集與顯示功能的嵌入式圖像采集系統(tǒng)。
　　3.將基于MATLAB的氣敏圖像數(shù)據(jù)庫更新為VC++的OpenCV圖像處理類庫，改善并優(yōu)化了圖像識別的開發(fā)平臺，使其對嵌入式系統(tǒng)具有了更好的可移植性；對采集到氣敏特征圖像進(jìn)行了預(yù)處理、邊緣檢測以及特征提取與對比的圖像識別模塊，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫中所有擴(kuò)充氣體的定性識別。
　　4.通過對1ml，2ml，3ml揮發(fā)性甲基丙烯酸甲酯氣體進(jìn)