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基于S3C2410的嵌入式氢气浓度监测系统

王利民  
【摘要】: 氢气作为一种高效、清洁、可再生的能源,已得到了国际能源界的一致认同。并且它在石油化工、电子工业、食品工业、航空航天等领域也具有广泛应用。然而,氢气是一种无色无味、携带极其不方便、极易泄漏的气体。在室温和标准大气压下,氢气与空气的混合比达到4.1%~74.1%时遇明火极易发生爆炸。为了消除使用氢气过程中的安全隐患,开发出一套适用性强、灵敏度高、稳定可靠、价格低廉的氢气浓度监测系统具有十分重要的意义。 本文在对检测技术与嵌入式系统的研究基础上,采用结构化、模块化的方案开发了一套基于ARM的嵌入式氢气浓度监测系统。该系统主要由信号采集模块、A/D转换模块、核心控制模块、存储模块、显示与报警模块、调试下载模块组成。本系统首先针对传感器输出的微弱电流信号设计了低噪声、高抗干扰的前端信号调理电路,实现对氢气浓度信号的有效提取;然后为系统的核心器件ARM处理器S3C2410设计了电源电路、存储接口电路、LCD显示接口电路以及调试下载接口等外围电路;接下来为S3C2410移植了嵌入式Linux操作系统,并开发了A/D设备驱动程序,搭建了嵌入式软件开发平台;通过该平台,完成了按键处理、数字滤波、显示与报警等应用程序设计;另外还介绍了嵌入式图形用户界面开发工具包Qt/Embedded,并设计了简单、直观、可靠的图形用户界面实现了数据实时显示与超限预警等功能;最后在实验室条件下对本系统进行了测试验证。 基于S3C2410的嵌入式氢气浓度监测系统性能好,功耗低,体积小,成本少,还可根据需求灵活配置,可为各种嵌入式应用提供一套完整的软、硬件解决方案,在加氢站、汽车轿厢、工业现场等不同环境都有广阔的应用前景。


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