传感器是智慧农业的源头技术,智慧农业急需大规模发展传感器产业,但是我国农业传感器敏感材料与核心元器件90%以上长期依靠进口,亟需在核心技术方面取得全面突破。本文聚焦设施农业温室环境,开展半导体气敏传感器敏感材料制备与器件研制,针对农业生产资料化肥、农药中的挥发性有害气体氨气的浓度实时监测,为温室环境调控提供数据支持。本文重点突破敏感材料制备关键技术,设计传感器控制电路及数据采集系统,开展实验室、温室测试实验验证,解决温室环境氨气浓度快速感知的问题。本文研究内容如下:1.制备了纯相锡酸锌气敏材料,通过一系列实验验证表明该材料结晶度和纯度较高且具有均一的片状结构;进一步,对材料的气敏性能进行了在线测试,实验结果表明所制备的锡酸锌材料对氨气具有较好的敏感性能,在最佳工作温度260℃下,对50ppm氨气灵敏度达到了3.211,并且具有快速的响应时间2s。2.设计了敏感材料控制电路,研制了传感器原理器件,利用配气系统对传感器原理器件进行了实验分析;搭建了数据采集系统,验证了传感器对氨气优异的检测性能,在测量0-50ppm氨气时,具有突出的信号响应;基于最小二乘法、神经网络算法对响应信号和氨气浓度进行数据拟合,建立了氨气浓度与电压响应的数学模型。3.开展了温室环境下氨气浓度测试实验,设计了实验方案,搭建了数据采集系统,结果表明:实验室实验和温室实验具有很好的一致性,所研制的传感器响应信号保持稳定,对温室环境调控具有一定的实际意义。