[實用新型]用于遠(yuǎn)程監(jiān)測農(nóng)產(chǎn)品的電子鼻系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320298385.5
• 申請日: 2013-05-28
• 公開（公告）號: CN203337589U
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王俊;胡瑩
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: G01N27/00
• 分類號: G01N27/00;G08C17/02;H04W84/18
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種用于遠(yuǎn)程監(jiān)測農(nóng)產(chǎn)品的電子鼻系統(tǒng)。?

?背景技術(shù)

電子鼻是一種智能仿生系統(tǒng)，通過運用不同的傳感器可以用于產(chǎn)品質(zhì)量檢測及分類、環(huán)境監(jiān)測、疾病診斷等。近20年來，電子鼻研究取得了很大的進展，但它們價格均較昂貴。電子鼻及其應(yīng)用研究在我國尚處于起步階段，研究開發(fā)便攜，低功耗，價格適宜的電子鼻近年來已成為研究趨勢。?

傳統(tǒng)的電子鼻系統(tǒng)只能針對工作在某些特定環(huán)境下小空間范圍內(nèi)或者說室內(nèi)的特定存放的農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測，不適用于遠(yuǎn)程監(jiān)測、野外生產(chǎn)現(xiàn)場、農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地等大范圍場合應(yīng)用；而且存在著有線接入維護成本高、系統(tǒng)可擴展性和移動性能差等缺陷。再者大多數(shù)傳統(tǒng)電子鼻采用數(shù)據(jù)采集卡進行數(shù)據(jù)采集，采集卡價格昂貴，增加了電子鼻的成本。?

無線傳感網(wǎng)絡(luò)由部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)大量廉價的微型傳感器節(jié)點組成，各節(jié)點通過無線通信方式形成一個多跳的自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，能夠協(xié)作的感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中感知對象的信息，并發(fā)送給觀察者。隨著無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)傳輸速率慢慢達到了可以和有線網(wǎng)絡(luò)相媲美的程度。利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)測量不必鋪設(shè)傳輸線，具有功耗低、可靠性高、易組網(wǎng)和穩(wěn)定性好等優(yōu)勢，能非常方便地改變傳感器節(jié)點位置和增加節(jié)點數(shù)目，具有廣闊的應(yīng)用前景。以往對此研究多用于少路數(shù)據(jù)或控制信息的傳輸，鮮有在多路數(shù)據(jù)傳輸方面的運用，隨著傳感器和同步傳輸信號增加，需注意數(shù)據(jù)的精確度和丟包率。?

將農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測用電子鼻系統(tǒng)與無線傳感網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，可解決傳統(tǒng)農(nóng)產(chǎn)品檢測用電子鼻存在的問題，能實時、快速將信號傳送至監(jiān)控器進行分析處理，并且將無線傳感網(wǎng)絡(luò)用于多路數(shù)據(jù)傳輸，同時保證傳輸?shù)木_度，使得系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)化、遠(yuǎn)程化趨勢發(fā)展，從而實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的電子鼻遠(yuǎn)程監(jiān)測。?

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型克服了傳統(tǒng)的電子鼻系統(tǒng)只能針對工作在某些特定環(huán)境下小空間范圍內(nèi)的氣體檢測，不適用于生產(chǎn)現(xiàn)場、廠礦地區(qū)、邊遠(yuǎn)野外等大范圍場合應(yīng)用，特別是無法在對人有害的環(huán)境下實時檢測以及有線接入維護成本高、系統(tǒng)可擴展性和移動性能差等缺陷。?

本系統(tǒng)通過以下技術(shù)方案來完成：一種用于遠(yuǎn)程監(jiān)測農(nóng)產(chǎn)品的電子鼻系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括第一監(jiān)測節(jié)點、第二監(jiān)測節(jié)點、協(xié)調(diào)器節(jié)點和客戶端；其中第一監(jiān)測節(jié)點和第二監(jiān)測節(jié)點結(jié)構(gòu)一致，分別包括8路氣敏傳感器構(gòu)成的傳感陣列、氣室、氣泵、信號處理電路、無線傳輸模塊和天線，其中傳感陣列位于氣室內(nèi)；通過氣泵采集樣本揮發(fā)物，通入氣室中，傳感陣列采集農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)信號，經(jīng)過信號處理電路處理后傳入無線傳輸模塊，通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)與協(xié)調(diào)器節(jié)點進行通信，實時地傳輸8路傳感數(shù)據(jù)；協(xié)調(diào)器節(jié)點與客戶端相連；兩監(jiān)測節(jié)點各自都能與協(xié)調(diào)器節(jié)點進行通信。?

所述的傳感整列包括TGS825、TGS822、TGS826、TGS2610、TGS2620、TGS2600、TGS2611、TGS2201各不相同的8路氣敏傳感器；所述的8路氣敏傳感器的輸出電壓為0-3.5V，經(jīng)過信號處理電路處理后直接通過IO口輸入所述的無線傳輸模塊進行8路數(shù)據(jù)AD轉(zhuǎn)換、處理、發(fā)送；對于所述的信號處理電路，運用電阻分壓將氣敏傳感器輸出電壓調(diào)至三分之二。?

本實用新型的有益效果在于：系統(tǒng)的集成度高，采用無線模塊內(nèi)部的AD轉(zhuǎn)換及內(nèi)部控制器，充分利用了資源，大大提高了系統(tǒng)的集成度。對無線模塊天線部分進行了優(yōu)化的設(shè)計，同時對系統(tǒng)性能進行了測試，使系統(tǒng)達到最優(yōu)狀態(tài)。另外，無線模塊傳輸實時且價格適宜，大大降低了系統(tǒng)的成本。系統(tǒng)最大的優(yōu)勢在于實現(xiàn)了8路數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸，克服了在特定場合人類無法使用的缺陷。?

附圖說明

圖1為用于遠(yuǎn)程監(jiān)測農(nóng)產(chǎn)品的電子鼻系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)示意圖。?

圖2為信號處理電路圖。?

圖3為仿真結(jié)果的smith圓圖。?

圖4為監(jiān)測節(jié)點8路數(shù)據(jù)采集發(fā)送流程圖。?

圖5為協(xié)調(diào)器節(jié)點8路數(shù)據(jù)接收流程圖。?

圖6為8路數(shù)據(jù)系統(tǒng)丟包率測試結(jié)果。?

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明。?