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光声气体传感器是一种基于光声光谱原理的新型传感器,具有动态范围大、检测灵敏度高、性能稳定等优势,在大气污染监测、矿山安全保障、石油化工生产等众多领域有着广阔的应用前景。随着嵌入式技术的成熟,32位微处理器和嵌入式操作系统广泛应用于各类仪器的开发。高性能的软硬件平台既可以有效提升仪器的功能,又可以增强其可靠性。
本文基于波长调制光声气体检测的原理,采用ARM+Linux软硬件平台设计光声气体传感器。首先以高性能微处理器ARM S3C2440为核心,使用激光器驱动、共振频率跟踪和信号检测电路,搭建了光声气体传感器硬件平台。其次构建了光声气体传感器的嵌入式Linux操作系统,开发了光声气体传感器的外围硬件设备驱动程序。在软硬件平台基础上,以多线程方式开发应用层程序,根据光声气体检测的原理,实现了光声信号的检测、滤波、温湿度校正和气体浓度的标定;根据嵌入式系统的特点,实现了气体浓度在NandFlash中存储和以面向连接的TCP方式传输。最后在光声传感器软硬件平台调试的基础上,进行了光声气体传感器的测试实验。结果表明,基于嵌入式技术的光声气体传感器不仅具有气体检测的功能,而且具有数据存储和网络传输的功能。