毕业设计（论文）-电子鼻移动式平台设计.doc

目录目录摘 要IAbstractII第一章 前言11.1 研究背景和意义1 1.2 国内外研究现状11.3 研究内容2第二章 电子鼻移动式平台的总体方案设计22.1电子鼻移动式平台的总体设计框图2 2.1.1微处理器部分设计思路2 2.1.2电源部分设计思路2 2.1.3单片机时钟部分设计思路3 2.1.4电机驱动部分设计思路3 2.1.5报警部分设计思路32.2避障部分设计思路3 2.2.1红外避障设计思路3 2.2.2超声波避障设计思路3第三章 电子鼻移动式平台的硬件电路设计43.1 单片机的确定4 3.1.1单片机简介4 3.1.2单片机引脚介绍43.2 电子鼻移动式平台的各模块电路设计4 3.2.1微处理器模块电路4 3.2.2 CPU复位模块电路5 3.2.3 时钟模块电路6 3.2.4 电源模块电路6 3.2.5 电平转换模块电路7 3.2.6 电机驱动模块电路8 3.2.7 传感器采集模块电路9 3.2.8 舵机模块电路9 3.2.9 超声波避障模块电路10 3.2.10红外避障模块电路12第四章 电子鼻移动式平台的软件设计134.1 主程序设计134.2 红外避障功能设计及流程图134.3 超声波避障功能设计及流程图14第五章 电子鼻移动式平台的测试155.1 软件测试155.2 整体测试16第六章 总结与展望 19致谢20参考文献21 摘要摘 要电子鼻是模拟人的嗅觉器官开发出一种高科技产品，它不仅可以检测不同种类的食品，还能检测到一些对人的身体健康有害的刺激性气体或者人的鼻子不能嗅到的有害气体，电子鼻在许多行业发挥着很重要的作用尤其是在食品行业。但使用的大规模仪器检测过程普遍漫长，而且耗材昂贵，虽然一些便携式的仪器检测周期比较短，但大多是固定式的，如果在固定式电子鼻功能的基础上，研究移动式电子鼻平台使用起来会更方便，所以本文结合电子鼻原有的功能，以单片机为核心，从硬件、软件两个方向分模块化设计，配合其他外围电路以及气敏传感器设计一个移动平台，并能实现自动避障功能，增加了电子鼻的灵活性。关键词：电子鼻，移动平台，避障，气敏传感器I AbstractAbstractElectronic nose simulates human olfactory organs and develops a high-tech product,it can not only detect different kinds of food, but also detect some irritating gases which are harmful to peoples health, or the harmful gases which can not be sniffed by human nose,electronic noses play an important role in many industries, especially in the food industry.But the use of large-scale instruments to detect the process is generally long,and supplies expensive,although some portable instruments have a shorter detection cycle, they are mostly fixed.On the basis of the fixed electronic nose function,it will be more convenient to study the mobile electronic nose platform,therefore, this paper combines the original function of the electronic nose,with the single-chip microcomputer as the core, a mobile platform is designed from two aspects of hardware and software, which are modular design, and cooperate with other peripheral circuits and gas sensors,and it can realize automatic obstacle avoidance function, and increase the flexibility of electronic nose.key words：The electronic nose，Mobile platform, Obstacle avoidance function, Gas sensorII 第一章 前言第一章 前 言1.1研究的背景和意义电子鼻是一种新兴智能感官仪器，它的原理是通过模拟人类的嗅觉系统实现对需要检测对象的评价，近几年，电子鼻技术在食品领域应用得到了迅速的发展。然而,目前使用的一些便携式的仪器检测周期比较短，但大多是固定式的，使用起来不方便。如果在固定式电子鼻功能的基础上，研究移动式电子鼻平台使用起来会更方便，所以本课题设计一个移动式电子鼻平台，并能实现自动避障功能，增加电子鼻的灵活性。1.2国内外研究现状经过30多年的发展，国内外对电子鼻的研究取得了很大进展。目前，国外许多大学和科研单位均有对电子鼻技术的研究，而且出现了商品化的电子鼻产品，如英国Aiomascan公司的数字气味分析系统、法国Alpha Mossa公司的Fox 2000系统和英国Neotronics Scientific Ltd公司的NOSE系统，与国外研究相比，国内在电子鼻应用研究方面尚处于起步发展阶段，近几年逐渐成为研究热点，主要在食品与农产品检测、呼吸诊断领域得到了广泛应用，并取得了一些研究进展。1国内对电子鼻技术的研究主要侧重于信号处理、特征提取、模式识别算法以及气体传感器敏感膜制备上。国内在传感模块集成化、系统结构便携化的研究方面进展比较缓慢，适用于现场实时检测及网络化远程监控的应用报道很少，尤其在电子鼻商品化发展上与国外相差甚远。21.3研究内容本课题着重研究一个移动式电子鼻平台，它能够自动搜索气味源，当某一处的浓度较高时，能够实现报警。在移动的基础上，通过红外传感器，超声波传感器实现自动避障功能。主要包含硬件电路设计和软件程序设计两个部分。硬件电路是以微处理器为核心，外围电路包括电源模块电路、电平转换模块电路、电机驱动模块电路、采集模块电路、报警模块电路，舵机模块电路、避障模块电路等。软件程序设计部分是将程序模块化，将其分为主程序，初始化子程序，信息采集、分析、处理子程序，运动控制子程序，报警子程序等。1 第二章 电子鼻移动式平台的总体方案设计第二章 电子鼻移动式平台的总体方案设计电子鼻移动式平台的设计是以单片机为核心，进行模块化设计，配合其他电路能够实现移动并能自动避障，当传感器嗅到一定浓度的特定气体时，能够报警。 2.1 电子鼻移动式平台的总体设计框图电源模块电源模块电源模块超声波传感器超声波传感器红外光电管气敏传感器单片机红外传感器气敏传感器单片机红外光电管晶振驱动模块晶振驱动模块直流电机时钟电路直流电机图1 总体设计框图2.1.1 微处理器部分设计思路微处理器是整个系统的核心部分，它控制其他的外围电路模块，实现对外围模块信号的采集，发送，并能够对信号进行分析、处理，将处理后的信号发送给执行模块，继而是整个系统有条不紊的进行。它不仅要接收来自前方的障碍物的信号，还要对这个信号进行处理，控制二极管的亮灭，并将处理后的信号反馈给电机，使其动作。另一方面，整个单片机所能实现的功能中，它需要依靠查询方式来获取红外传感器和超声波传感器返回的信息，即读取传感器返回信号，所以需要单片机有较快的处理速度，这样才能使电子鼻移动式平台及时接收到正确的信息，并迅速做出对应，实现即时避障。2.1.2 电源部分设计思路整个电子鼻移动式平台的供电系统是由两节18650锂电池完成的。18650锂电池通过稳压芯片将干电池提供的电压稳压至5V供51单片机及其他电路模块使用。18650锂电池的单节标称电压为3.7V，最大输入电压为26V，容量在1000mAh以上，常规容量为2200mAh-3200mAh，电池内部含有保护电路，且工作稳定。2.1.3 单片机时钟部分设计思路33 第二章 电子鼻移动式平台的总体方案设计时钟是单片机系统不可缺少的部分，它就人的心脏一样，必须时刻工作，因为它是同步单片机各个部件工作时序的最小单位，时钟是由单片机控制，来协调单片机其他部件的工作顺序，如果没有了时钟，可想而知，整个系统就崩溃了。单片机系统的时钟方式有两种，一种是内部时钟方式，一种是外部时钟方式，本系统采用的是内部时钟方式，也就是在时钟引脚两端接一个11MHz的晶振。2.1.4电机驱动部分设计思路电子鼻移动式平台系统使用的电机驱动模块为L293D，一般来说，它是小型直流电机的首选，其中芯片L293是H桥集成电路，输出的电流为1000mA，能够输出的最大电流为2A，允许它工作的最高电压36V，L293D可以驱动感性负载，它的优点在于输入端可直接和单片机相连，这样可以很方便的受单片机的控制。当驱动小型直流电机时，可以控制电机实现电机正转与反转，只需要改变输入端的逻辑电平。如果想调节电机的转速，可以向使能端输入不同的占空比信号，这种调速方式称为PWM方式，所谓的PWM调速方式也就是不改变周期，通过改变输出的脉冲宽度，该方式具有控制简单，灵活，和动态响应好的特点。2.1.5 报警部分设计思路当电子鼻移动式平台在行驶过程中，MQ-2、MQ-3传感器嗅到一定浓度的气体时，报警电路指示灯亮并伴随着蜂鸣器不断的响声，实现报警功能。MQ-2、MQ-3传感器的气敏材料都是是二氧化锡（SnO2），二氧化锡的电导率比较低，所以传感器嗅到一些气体时，例如甲烷，酒精等，传感器的电导率会随之增大。MQ-2、MQ-3传感器的特点如下： 1、在较宽的浓度范围内对特定的气体有较高的灵敏度 2、具有长期的使用寿命和可靠的稳定性 3、快速的响应恢复特性2.2避障部分设计思路本文在避障模块采用了两种方案，一种是红外避障另一种是超声波避障；超声波有超声的优势，遇到透明的物体也可以检测，例如透明玻璃，但是遇到松软的界面就不好检测了；而红外避障对反射面的松软关系不大，但对透明的物体检测比较困难，所以采用这两种方式，可以使避障功能更完善。2.2.1红外避障设计思路电子鼻移动式平台系统实现红外避障功能主要是依赖红外接收管PD333-3B和红外发射管IR333-A。红外接收管PD333-3B 是一种5mm插件红外线接收管，波长940nm，是一种高灵敏的红外管。红外发射管IR333-A是一种不可见光的红外线光电产品，波长和红外接收管相同也是940nm，输出信号是单通道，单电源型，发出红外光。（由于红外发射管和红外接收管能够发射和接收的红外线波长都是940nm，所以相当于做了一个滤波处理）。2.2.2 超声波避障设计思路超声波避障功能主要是依靠HC-SR04超声波测传感器，利用HC-SR04的测距原理，它可提供2cm-400cm的非接触式距离感测功能，测距精度可达3mm；电子鼻移动式平台在行进过程中，当前方遇到障碍物时，会根据程序选择正确路线行驶，避开障碍物。 第三章 电子鼻移动式平台的硬件电路设计第三章 电子鼻移动式平台的硬件电路设计电子鼻移动式平台的硬件电路主要包括微处理器模块电路，CPU复位电路，时钟模块电路，电源模块电路，电平转换模块电路，电机驱动模块电路，传感器采集模块电路，舵机模块电路，超声波避障模块电路，红外避障模块电路。3.1 单片机的确定3.1.1 单片机简介STC90C51单片机，它兼容MCS-51系列单片机，而且具有1000多次可擦写的FLASH MEMORY，便于系统的开发以及参数的修改。虽然最多能够处理8位数据，但是它处理速度已经满足设计要求。STC90C51单片机，它的优点是高性能、低功耗。它与MCS-51指令系统兼容,STC90C51片内FPEROM允许对程序存储器在线重复编程 ,也可用常规的EPROM编程器编程,可循环写入 /擦除 高达1 0 0 0次。3.1.2 单片机引脚介绍 P1.0P1.7、P2.0P2.7、P3.0P3.7脚：是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口。RST：复位输入。XTAL2：来自反向振荡器的输出。 XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 GND: 接地。29引脚：外部程序存储器的选通信号。30引脚：当访问外部存储器时，地址锁存允许/编程线的输出电平用于锁存地址的低位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。 P0.0P0.7：为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。40引脚VCC：供电电压。 3.2 电子鼻移动式平台的各模块电路设计3.2.1 微处理器模块电路整个系统的微处理器是STC90C51单片机，其中包括复位电路、晶振等，晶振大小为11MHz。微处理器是整个系统的核心部分，它就像人的大脑，需要对其他的部分分配工作，它控制其他的外围电路模块，例如电机驱动模块，红外避障模块，超声波避障模块等。 气敏传感器红外避障电路超声波复位电路电机驱动电路舵机驱动电路 STC90C51时钟电路 图2 微处理器模块引脚连接示意图3.2.2 CPU复位模块电路CPU的复位是指系统的其他模块都回到原来的初始状态，从这个初始状态开始工作。CPU的复位是很重要的，例如当系统收外界因素影响以至于某个模块发生了故障，这时候就需要进行复位操作，会起到对系统的一个保护作用。图中可以看出，当系统的某一模块发生故障后，只需要按下复位键，由于复位引脚已经和地信号相连，所以当按下按键后，RST端就会产生复位电平，单片就可复位。电路图如图3：图3 CPU复位模块3.2.3 时钟模块电路时钟模块电路如图4，X1，X2为时钟引脚，在X1，X2两端接了一个11MHz的晶振，在晶振两端分别有一个30PF的电容，这两个电容对频率有微调的作用。为了更好的保证晶振稳定、有效的工作，所以晶振、电容要和单片机离的越近越好。电路图如图4：图4 时钟模块电路3.2.4 电源模块电路LM7805是三端稳压器，能够输出稳定的5V电压，输出最大电流1.5A，能够输入的最大电压为30V，工作温度在0125，芯片内部含有过热载保护电路、短路保护电路、过电流保护电路，输出晶体管安全工作区保护电路。LM7805作为电源模块的核心，输出稳定在5V，这样就可以为单片机提供稳定的5V电源。电路图如图5所示，输入电压首先经过二极管D45，在经过一个电容滤波之后，通过LM7805稳压芯片之后，再次经过一个电容滤波，最后输出稳定的5V电压。其中二极管D45主要起到两个作用，一是起反接保护作用，二是配合电容起一定滤波作用。电路图如图5：图5 电源模块3.2.5 电平转换模块电路目前，常用的电平标准有TTL，CMOS，LVTTL，RS232，RS485等等。每一种电平对应的标准不同，例如，TTL电平，它的VCC是5V，当它的上限也就是VOH大于2.4V时，就是高电平，当它的下限也就是VOL小于0.5V时，就是低电平。再有LVTTL电平，它的VCC是3.3V，当它的上限也就是VOH大于2.4V时，就是高电平，当它的下限也就是VOL小于0.4V时，就是低电平。还有就是常用的RS232电平，它采用的是正负12V-15V供电，电脑后面的串口就是RS232标准。+12V为高电平，-12V为低电平，可以用一些专用芯片来转换。像前面介绍的这么多种电平CMOS，TTL，RS232等，这些系统它们都有自己对应的高低电平，当这些系统混合在一起使用时，如果这些信号得不到转换，系统便不能正常工作，所以不同的电平系统在做沟通的时候就需要一个电平转换，这个系统就是将5V转化为3.3V。系统所使用的转换芯片是74LVC4245，它是一个单向转换的芯片，它可以把5V转换成3.3V，也可以将3.3V转换成5V，本系统是将5V转成3.3V，将超声波模块，红外避障模块等由5V系统转换成3.3V系统，这样3.3V的系统例如STM32，ARM等也可以控制电子鼻移动式平台，方便之后的扩展。电路图如图6：图6 电平转换模块3.2.6 电机驱动模块电路电子鼻移动式平台系统使用的电机驱动模块为L293D，如下图所示。电机的周围有4个二极管，这4个二极管的主要作用是续流的作用，因为电机是感性器件，类似于电感，所以需要续流回路。想要控制电机其实很简单，只要给一个高电平，一个低电平即可。L293D芯片一共有16个引脚，其中1A/1Y,2A/2Y,3A/3Y,4A/4Y,是控制电机转动的引脚。1A，2A，3A，4A是由单片机给命令的引脚，即输入引脚；1Y,2Y，3Y,4Y为输出引脚，如果单片机给的命令是高电平，那么对应的1Y,2Y，3Y,4Y输出的就是高电平。例如，如果想控制电机正转，那么单片机需要给1A输出一个高电平，给2A输出一个低电平。如果想控制电机反转，则单片机需要给1A输出一个低电平，给2A输出一个高电平。如果想让电机停止，单片机给1A,2A输出相同的电平即可。电路图如下所示。电路图如图7：图7 电机驱动模块3.2.7 传感器采集模块电路该传感器模块一共有四个引脚，分别为+5V、DOUT、AOUT、GND引脚。最左端是传感器采集部分，中间是电路处理部分，最右端是信号输出部分。当MQ-2，MQ-3传感器嗅到一定浓度的特定气体时，该模块的指示灯会点亮，DOUT引脚会输出一个低电平，DOUT引脚外接报警电路，从而实现报警。电路图如图8：图8 传感器采集模块3.2.8舵机模块电路电子鼻移动式平台系统的超声波避障功能由超声波和舵机共同组成。工作原理是舵机的控制电路板需要接收来至信号线的控制信号,收到控制信号后,便控制电机转动。舵机的位置反馈电位计和输出轴是连在一起的,当舵盘转动时,舵盘会带动位置反馈电位计,所以位置反馈电位计会输出一个电压信号到控制电路板,从而进行反馈,控制电路板在接收到位置反馈计发送的信号后会根据所在位置决定电机的转动速速和方向,从而达到目标停止。控制舵机方式是PWM方式，所以控制舵机的信号就是脉宽调制信号，也就是常说的PWM信号。这种脉宽调制信号的周期为20ms，它的脉冲宽度大致在0.5ms到2.5ms之间，对应的舵盘能够转动的角度在0到180之间，呈线性变化，例如，当脉冲宽度为0.5ms时，舵盘对应的位置在0，当脉冲宽度为2.5ms时，舵盘的位置在180，当想让舵盘保持在90，只需要给一个1.5ms的脉冲宽度即可。所以只要保持脉冲宽度信号的周期不变，给不同的脉宽信号，就可以得到舵盘与之对应的不同的角度。舵机模块的电路图如下所示，它一共有3个引脚，1,2引脚是供电引脚，在5V和地之间有一个电容，它起到滤波作用；第3个引脚就是舵机模块的信号引脚，由于STC90C51单片机的I/O都是上拉输出，没有推挽输出，所以它的驱动电流是比较弱的，所以为了增加它的驱动能力，加了一个PNP型共射输出的三极管，共射输出的特点就是能将电流放大。电路图如图9：图9 舵机模块电路图3.2.9超声波避障模块电路超声波传感器的电路图如下所示，一共有四个引脚，分别是VCC，TRIG，GND，ECHO。首先单片机会输出一个40KHz的触发信号，这个触发信号会通过超声波传感器的触发控制信号输入引脚输入到超声波测距模块，再由其模块的发射器向任意方向发射超声波，与此同时，单片机内部的定时器会开始计时，当超声波在传播过程中遇到障碍物立即返回，这时超声波模块接收到反射波后会产生一个回响信号，并通过回响信号输出引脚反馈给单片机，这时定时器停止计时，这样就会有一个时间差，超声波在空气中的传播速度为340m/s，这样根据定时器产生的时间差乘以340就可以得到发射点到障碍物的距离。电路图如图10：图10 超声波避障电路图电子鼻移动式平台系统的超声波避障功能由超声波和舵机共同组成。超声波在舵机的带动下来检测电子鼻移动式平台前方各个方向的距离，然后程序运行找出最佳的路线行驶。超声波的避障是利用超声波的距离检测功能，实现避障。超声波时序图如图11：图11 超声波时序图根据时序图，可以得知只要发送一个10us以上的触发脉冲信号，超声波传感器内部将发出8个40KHz周期电平并检测是否有回波信号。一旦检测到有回波信号超声波传感器会马上输出回响信号，输出回响信号的脉冲宽度会根据超声波传感器检测到前方障碍物距离而定，电子鼻移动式平台与障碍物的距离越远，输出回响信号的脉宽越长，电子鼻移动式平台与障碍物的距离越近，输出回响信号的脉宽越短。3.2.10 红外避障模块电路红外接收管PD333-3B和红外发射管IR333-A位于电子鼻移动式平台的最前端，当电子鼻移动式平台前方有障碍物时，红外发射管IR333-A（LED D4）发出的红外光会被反射回来，被红外接收管（LED D6）接收到，红外接收管是一种二极管，而且它的灵敏度很高，一旦接收到光线，这个二极管便会导通，由于这个二极管接地，所以比较器正极处的电压（3处电压）会被拉低，与分压器2处的电压相比，比较器的正极处电压低，所以比较器会输出一个低电平，所以二极管LED0805（D2）会被点亮，然后根据程序算法，调整电子鼻移动式平台的前进角度实现电子鼻移动式平台避开障碍物行驶。所以，当检测到有障碍物时，LED0805点亮，调整电子鼻移动式平台的前进角度避开障碍物行驶；当没有检测到障碍物时，LED0805熄灭。电路图如图12：图12 红外避障电路图 第四章 电子鼻移动式平台的软件设计第四章 电子鼻移动式平台的软件设计本次设计需要微处理器也就是STC90C51采集信息，然后将对信息进行分析、处理，再将处理后的发送到各个模块当中，这样才能对整个系进行控制。本系统使用的编译环境为keil uVision5，采用C语言进行编程，使用stc-isp-15xx-V6.85对单片机进行程序的烧写。4.1 主程序设计首先对单片机初始化，初始化其中包括对定时器的初始化以及对I/O端口的初始化。对定时器的初始化包括以下步骤：首先选择定时器，选好定时器之后再选择定时器的工作方式，将计数初值写到对应的寄存器中；然后要开启定时器中断，开启定时器，最后再打开总中断。对定时器以及I/O端口初始化之后，便进入到主程序。4.2 红外避障功能设计及流程图红外避障功能主要依靠电子鼻移动式平台最前方的两对红外传感器，电子鼻移动式平台在行进过程中，这两对红外传感器会检测电子鼻移动式平台的正前方，左前方，右前方有无障碍物。如果电子鼻移动式平台的正前方有障碍物，则电子鼻移动式平台后退700ms，然后右转500ms；如果电子鼻移动式平台的正前方没有障碍物，左前方有障碍物，则电子鼻移动式平台后退500ms，然后右转500ms；如果电子鼻移动式平台的正前方没有障碍物，右前方有障碍物，则电子鼻移动式平台后退500ms，然后左转500ms。这样通过对3个方向的检测，可以防止电子鼻移动式平台撞上障碍物。红外避障子程序的流程图如下所示：图13 红外避障流程图 4.3 超声波避障功能设计及流程图超声波避障功能主要依靠电子鼻移动式平台前方的超声波传感器，利用它的测距原理，获取前方各个方向的障碍物距离，从而选择正确的路线行驶，避开障碍物。电子鼻移动式平台在行进过程中，超声波传感器如果检测到前方障碍物距离的小于20cm（可以自己设定阈值），电子鼻移动式平台首先后退然后停下来，然后超声波传感器在舵机的带动下，左右转动，检测左前方与右前方障碍物的距离，如果左边障碍物的距离小于右边障碍物的距离，那么电子鼻移动式平台右转；反之，右边障碍物的距离小于左边障碍物的距离，电子鼻移动式平台左转。超声波避障子程序的流程图如下所示： 图14 超声波避障流程图 第五章 电子鼻移动式平台的测试第五章 电子鼻移动式平台的测试5.1 软件测试本系统使用的编译环境为keil uVision5，将写好的程序利用stc-isp-15xx-V6.85烧写到单片机中，当Keil安装成功后，是不带STC相关库的，所以需要手动添加，需要做的就是将所用的单片机的型号以及头文件添加到keil中，之后再将STC仿真器也添加到keil中。软件调试主要是检查程序的语法是否有错误，将每一个模块的程序进行编译，例如，延时子程序，红外避障子程序，超声波避障子程序等等，如果发现有问题，可以利用设置断点，跟踪等方法，找到出现问题的地方，进行修改，在反复测试之后，直到没有问题，测试通过。软件调试具体步骤如下：1、建立工程并选择单片机型号图 15 新建工程2、建立工程后，需要在工程里面添加程序，点击“新建”，新建一个空白文档，之后就可以在这个文档里编程。图 16 新建文档编程3、将写好的程序编译，编译通过没错误也没警告之后，会生成HEX文件，利用stc-isp-15xx-V6.85烧写到单片机中，就可以运行了。图17 下载程序5.2 整体测试在软件测试没问题后，要对整个电子鼻移动式平台进行整体的测试，包括避障测试和报警测试，在做避障测试之前需要注意的是，首先需要调节两对红外对管的电位器，这两个电位器是调节它们的灵敏度的，因为这两对红外对管受光线的影响比较大，当光线特别亮的时候，它的灵敏度会很高，可能前方没有障碍物，也会有信号检测到；如果它的灵敏度很低的话，就会出现当前方有障碍物的时候，没有检测到，致使电子鼻移动式平台撞倒障碍物，对车容易造成损坏，所以需要调节这两个电位器至一个合适的位置，能够准确的检测到障碍物信号。调节好之后做了避障测试，在地面上设置了障碍物，电子鼻移动式平台能够识别障碍物，并避开障碍物行驶。如图18：图18 避障测试电子鼻移动式平台的左右两侧各有两个气敏传感器，分别是甲烷气敏传感器和酒精气敏传感器，上部是报警电路，一共有四个蜂鸣器和四个发光二极管，每个气敏传感器都连着一个蜂鸣器和一个发光二极管，当气敏传感器嗅到一定浓度的甲烷或酒精后，发光二极管亮并伴随着蜂鸣器不断的叫声，实现报警。如图19：图19 报警测试 第六章 总结与展望第六章 总结与展望本次毕业设计是以STC90C51单片机为核心，对电子鼻移动式平台的硬件、软件分模块进行了设计。设计之后做了避障测试和报警测试，在地面上设置了障碍物，电子鼻移动式平台能够辨识障碍物，并选择最佳的路线行驶，避开障碍物；当传感器嗅到一定浓度的气体时，能够立即报警，符合设计要求。但是也有不足的地方，电子鼻移动式平台在自动搜索气味源这一方面做的不完善，如果想准确的搜索到气味源，需要依靠气味源定位的算法。电子鼻移动式平台相比于其他的电子鼻具有了较高的灵活性，在移动的基础上，如果再加上可视化，也就是将摄像头与电子鼻移动式平台连接起来，通过摄像头进行图像的采集，返回的图像信息可以了解周围环境的情况，这样的移动式电子鼻平台功能将更加完善。 致谢致谢本次毕业设计的指导教师，在整个毕业设计的过程中，老师给我了很多的建议，从论文的选题到各个阶段，每一个阶段老师都会监督我的进度，还会耐心的问我所遇到的问题，给我建议，直到我解决问题。老师严谨求实的科研态度，也让我学到了很多。老师是一位平易近人的教师，在学习中她会以教师的身份耐心的指导你，在生活中，她又会朋友的身份和你谈心，无论是在学习还是生活中，老师都给予了我很大的帮助。在此，向老师表示衷心的感谢和深深的敬意。同时也要感谢信息工程学院的全体老师，感谢你们的帮助和指导，让我度过了一个充实的大学生活。 参考文献参考文献1唐向阳,张勇,丁锐.电子鼻技术的发展与展望J.机电一体化，2006,12(4):11-15.2张红梅,何玉静.电子鼻技术的历史、研究现状、及发展背景J. 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附录1 主程序附录1 主程序#include #include #include #include interface.h/延时函数void Delayms(unsigned int ms)unsigned int i,j;for(i=0;ims;i+)#if FOSC = 11059200Lfor(j=0;j114;j+);#elif FOSC = 12000000L for(j=0;j123;j+);#elif FOSC = 24000000Lfor(j=0;j249;j+);#elif FOSC = 48000000Lfor(j=0;j715;j+);#elsefor(j=0;j= 5)tick_5ms = 0;VoidRun();/定时器0中断函数void Timer0Int() interrupt 1TH0=(65536-(FOSC/12*TIME_US)/1000000)/256;TL0=(65536-(FOSC/12*TIME_US)/1000000)%256;tick_1ms+;if(tick_1ms = 10)tick_1ms = 0;tick_5ms+;speed_count+;if(speed_count = 50)speed_count = 0;CarMove(); 附录2电机模块子程序附录2 电机模块子程序#include motor.h#include interface.hvoid CarMove() /根据占空比驱动电机转动/左前轮if(front_left_speed_duty 0)/ 向前if(speed_count front_left_speed_duty)FRONT_LEFT_GO;elseFRONT_LEFT_STOP;else if(front_left_speed_duty 0)/ 向后if(speed_count 0)/ 向前if(speed_count front_right_speed_duty)FRONT_RIGHT_GO;else / 停止FRONT_RIGHT_STOP;else if(front_right_speed_duty 0)/向后if(speed_count 0)/向前if(speed_count behind_left_speed_duty)BEHIND_LEFT_GO;else /停止BEHIND_LEFT_STOP;else if(behind_left_speed_duty 0)/向后if(speed_count 0)/向前if(speed_count behind_right_speed_duty)BEHIND_RIGHT_GO;else /停止BEHIND_RIGHT_STOP;else if(behind_right_speed_duty 0)/向后if(speed_count (-1)*behind_right_speed_duty)BEHIND_RIGHT_BACK;else /停止BEHIND_RIGHT_STOP;else /停止BEHIND_RIGHT_STOP;/向前void CarGo()front_left_speed_duty=SPEED_DUTY;front_right_speed_duty=SPEED_DUTY;behind_left_speed_duty=SPEED_DUTY;behind_right_speed_duty=SPEED_DUTY;/后退void CarBack()front_left_speed_duty=-SPEED_DUTY;front_right_speed_duty=-SPEED_DUTY;behind_left_speed_duty=-SPEED_DUTY;behind_right_speed_duty=-SPEED_DUTY;/向左void CarLeft()front_left_speed_duty=-20;front_right_speed_duty=SPEED_DUTY+10;behind_left_speed_duty=-20;behind_right_speed_duty=SPEED_DUTY+20;/增加后轮驱动力/向右void CarRight()front_left_speed_duty=SPEED_DUTY+10;front_right_speed_duty=-20;behind_left_speed_duty=SPEED_DUTY+20;/增加后轮驱动力behind_right_speed_duty=-20;/停止void CarStop()front_left_speed_duty=0;front_right_speed_duty=0;behind_left_speed_duty=0;behind_right_speed_duty=0; 附录3红外避障子程序附录3 红外避障子程序#include red