一种气体监测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及气体监测领域，尤其涉及一种气体监测系统。
【背景技术】
[0002]人们的日常生活和生产活动都与周围的大气环境密切相关，大气的变化对人类有极大的影响。随着工业规模逐渐扩大，产品的种类不断增多，气体原料和生产过程中的产生的气体种类和数量不断增多，尤其是石油、化工、煤炭和汽车等工业发展，致使大气污染日益严重。因此，对人类生存和生产环境中的各种气体进行精确监测是非常必要的。
[0003]目前，现有的气体监测装置只能实现传感器和气体一对一地进行监测，对于环境中多种气体或气味的监测有限，如果需要监测多种气体，要同时使用多种对不同气体灵敏的传感器，即现有技术中的气体监测装置使用效率极低、成本高、且灵敏度不高。另外，现有的传感器阵列体积较大，携带不便，且随着现代社会中器件的小型化，而这种传感器阵列无法与小型器件集成，且无法识别环境中的气味，因此，其广泛使用受到了一定地限制。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题在于如何克服现有的传感器阵列体积较大、选择性、使用效率低、成本高、灵敏度差、无法与小型器件进行集成等的缺陷。为了解决上述技术问题，本发明提供了一种气体监测系统，用于对目标气体或气味进行识别和实时监测，包括传感器阵列、多路复用器和微处理器，所述传感器阵列由m个对不同气体产生不同响应的传感器排列组成，所述多路复用器根据微处理器发出的控制信号选择相应的传感器对目标气体或气味进行识别或监测。
[0005]进一步地，所述系统还包括信号放大单元和模数转换单元，所述信号放大单元用于将传感器监测到的气体或气味的检测信号进行放大并将放大后的检测信号传输给模数转换单元，所述模数转换单元用于将放大后的检测信号转换为数字信号并将数字信号传输给所述第一通讯模块，所述模数转换单元通过微处理器进行控制。
[0006]进一步地，所述系统还包括用于测量传感器阵列电阻值的电阻测量模块，所述电阻测量模块一端与模数转换单元相连，另一端与传感器阵列相连，所述电阻测量模块的量程通过微处理器进行控制，所述电阻测量模块可以对被测电阻在一个很大的量程范围进行测量，也可以做量程转换，其中传感器监测到的气体或气味的检测信号反应为传感器的电阻变化。
[0007]进一步地，所述传感器阵列中的每个传感器的信号输出端分别与所述多路复用器的一个输入端电连接，所述微处理器通过η根控制线向多路复用器发送控制信号，多路复用器通过所述控制信号选择输出相应的传感器检测气体或气味的信号，所述传感器的数量m 彡 2n'
[0008]其中，所述传感器阵列中的传感器包括基底、敏感层和至少两根电极，所述敏感层形成于基底表面，所述电极由敏感层引出。
[0009]进一步地，所述微处理器包括第一通讯模块。
[0010]进一步地，所述系统还包括信号放大单元和模数转换单元，所述信号放大单元用于将传感器监测到的气体或气味的检测信号进行放大并将放大后的检测信号传输给模数转换单元，所述模数转换单元用于将放大后的检测信号转换为数字信号并将数字信号传输给所述第一通讯模块。
[0011]进一步地，所述系统还包括终端服务器，所述终端服务器包括信号处理模块和第二通讯模块，所述第二通讯模块用于接收第一通讯模块传输的数字信号，并将所述数字信号传输给信号处理模块，所述信号处理模块用于对数字信号进行分析和处理。
[0012]具体地，所述信号处理模块将所述数字信号对应的数据阵列{p}与设定值{x}进行比对，当{ρ}与{χ}相符时，贝lJ判定当前环境中气体浓度与设定值相当，当{ρ}与{x}不相符时，则对数据阵列{ρ}进行存储，从而得到处理信号。
[0013]进一步地，所述终端服务器还包括显示模块，所述显示模块用于接收信号处理模块传输的处理信号并将所述处理信号显示出来，从而得出目标气体或气味的种类和浓度信息。
[0014]进一步地，所述终端服务器还包括报警模块，所述报警模块用于接收信号处理模块传输的处理信号并根据所述处理信号判定是否进行报警。
[0015]具体地，所述终端服务器安装有针对该系统开发的应用软件，所述终端服务器与微处理器之间通过有线或无线的方式进行数据传输。
[0016]所述终端服务器可包括手机、平板电脑、手提电脑等移动通信设备，还可包括台式电脑、台式测量仪等固定设备。
[0017]其中，所述传感器阵列中的传感器包括基底、敏感层和至少m+1根(m为传感器的数量)电极，所述敏感层形成于基底表面，所述电极由敏感层引出。所述基底为绝缘并具有化学惰性的基底，可以为柔性基底或刚性基底，所述基底为聚二甲基硅氧烷、聚对苯二甲酸乙二酯、聚酰亚胺或PCB基板材料中的一种，所述敏感层为Sn02、ZnO、In2O3金属氧化物，或掺Cu、Zn、Fe、Co、Ni的Sn02、ZnO、In2O3金属氧化物，还可以为石墨稀、碳纳米管、金属(氧化物)纳米线(或带)或掺杂或修饰石墨烯和掺杂或修饰碳纳米管。
[0018]本发明的气体监测系统，具有如下有益效果:
[0019]1、本发明中的传感器阵列通过一个多路复用器共用一套测量电路，节约资源，降低了成本，同时使得传感器芯片小型化。
[0020]2、本发明的多路复用器根据微处理器发出的控制信号选择输出相应的传感器检测信号，逻辑关系简单快捷，能够同时检测出多种气体，实现器件的小型化，且所述电阻测量模块可以对大范围的电阻值进行直接测量(100Ω-100Μ)或量程切换。
[0021]3、本发明的传感器可以同时检测到多种不同气体或气味，通过有线或无线方式将检测到的气体或气味的种类和浓度显示出来，能够对环境中气体或气味进行实时监测，另夕卜，所述信号处理模块处理数据的方式具有学习功能，能够不断地学习环境中气体或气味信息，更加智能化。
[0022]4、终端服务器中的报警模块根据处理信号判定是否进行报警，从而对使用者进行警示。
【附图说明】
[0023]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
[0024]图1是本发明的气体监测系统框图；
[0025]图2是本发明的传感器阵列的结构示意图。
【具体实施方式】
[0026]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0027]实施例一:
[0028]如图1和图2所示，本发明实施例提供了一种气体监测系统，用于对目标气体或气味进行识别和实时监测，包括传感器阵列、多路复用器和微处理器，所述传感器阵列由四组对不同气体产生不同响应的传感器排列组成，所述四组传感器中的每组传感器包含有四个传感器，所述四个传感器是相同的，即可以对相同气体或气味进行检测，所述多路复用器根据微处理器发出的控制信号选择相应的传感器对目标气体或气味进行识别或监测。
[0029]另外，所述系统还包括用于测量传感器阵列电阻值的电阻测量模块，所述电阻测量模块一端与模数转换单元相连，另一端与传感器阵列相连，所述微处理器对电阻测量模块进行量程控制，所述传感器阵列中的每个传感器的信号输出端分别与所述多路复用器的一个输入端电连接，所述微处理器通过五根控制线向多路复用器发送控制信号，多路复用器通过所述控制信号选择输出相应的传感器上检测气体或气味的信号，当检测到气体或气味时，所述测量电路测量相应传感器的电阻变化，所述微处理器包括第一通讯模块。
[0030]所述系统还包括信号放大单元和模数转换单元，所述信号放大单元用于将传感器监测到的气体或气味的检测信号进行放