一种基于嵌入式的嗅觉可视化自动检测装置及其检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及嗅觉可视化的检测领域，尤其涉及一种基于嵌入式技术的嗅觉可视化自动检测装置。
【背景技术】
[0002]嵌入式是一种专用的计算机系统，作为装置或设备的一部分。嵌入式技术近年来得到了飞速的发展，嵌入式产业涉及的领域非常广泛，例如很多行业:手机、PDA、车载导航、工控、军工、多媒体终端、网关、数字电视。
[0003]嗅觉可视化是一种全新的电子鼻概念，该技术根据可视化传感器与待测气体反应前后的颜色变化对气体进行定性、定量分析。嗅觉可视化技术中的传感器检测不仅利用气体敏感材料和待检测气体之间的范德华力等很弱的相互作用，而且引入了金属键、极性键等较强的化学反应，所以在检测精度、灵敏度等方面与金属氧化物气体传感器相比有明显优势，并且可视化技术可以实现待测气体的数字化、图像化。
[0004]在嗅觉可视化技术的现有检测装置中，保护气体一一氮气均是由人工通入，待测气体与可视化传感器充分反应时间由人工判别，反应前后图像采集和处理也由人工处理，存在装置气密性不强，充分反应时间判别不准确，反应前后图像处理重复繁琐的问题。本专利在创造性地综合采用现代技术的基础上，根据实际需求设计了一种基于嵌入式技术的嗅觉可视化自动检测装置。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是利用嵌入式技术和嗅觉可视化技术，实现嗅觉可视化检测中保护气体自动通入，待测气体与可视化传感器充分反应时间自动判别，反应前后图像自动处理，使用户更加方便快捷的完成嗅觉可视化检测工作。
[0006]本发明的装置采用的技术方案为:
[0007]—种基于嵌入式的嗅觉可视化自动检测装置，包括开关、220V交流电源、电压转换器、光电开关、ARM模块、稳压芯片、继电器、电磁阀、摄像头、显示器、可视化传感器阵列；
[0008]所述220V交流电源一端连接开关，所述220V交流电源另一端连接电压转换器的输入端，所述电压转换器的输出端连接稳压芯片输入端，所述稳压芯片输出端分别连接ARM模块、摄像头、显示器，所述ARM模块和摄像头连接，摄像头对准可视化传感器阵列，用于扫描可视化传感器反应前后的图像信息；所述ARM模块和显示器连接，用于显示反应前后的差值图像，所述ARM模块与光电开关相连，光电开关检测到待测物后ARM模块收到信号；所述ARM模块与继电器相连，继电器和电磁阀连接，电磁阀用于控制向反应室通入保护气体一一氮气，所述ARM模块用于判断充分反应的时间和处理反应前后图像信息，所述可视化传感器阵列用于和待测气体反应，由9种卟啉化合物的氯仿溶液滴在反向C2硅胶板上制成。
[0009]进一步，所述ARM模块选用ST公司的STM32F407芯片；所述摄像头选用0V7670 ；所述显示器选用TFTIXD。
[0010]本发明的方法的技术方案为:
[0011]一种基于嵌入式的嗅觉可视化自动检测装置的检测方法，包括以下步骤:
[0012]I)放置可视化传感器阵列，按下开关；
[0013]2)光电开关检测到白酒，向ARM模块发送信息，ARM模块收到信息；
[0014]3) ARM模块向摄像头发送信号，摄像头拍摄可视化传感器阵列，先将拍摄数据经过AD转换存储至FIFO存储器，然后ARM模块读取FIFO存储器，并将图像输入至ARM模块中；
[0015]4) ARM模块向继电器发送信号，继电器向电磁阀发送信号，电磁阀打开，向反应室通入保护气体氣气，通入完成后电磁阀关闭；
[0016]5)白酒挥发气体和可视化传感器阵列发送反应，可视化传感器阵列颜色发生变化，摄像头每隔I分钟持续拍摄可视化传感器阵列图像并将图像传入ARM模块；
[0017]6)ARM模块利用前后图像做差值，判断反应是否充分进行，并将差值图像传送到显示器上，当图像前后差值接近于O时，反应已经充分进行。
[0018]进一步，所述步骤3)中，ARM模块读取FIFO存储器，步骤如下:
[0019]3.1) FIFO读指针复位；
[0020]3.2)给 FIFO 读时钟(FIF0_RCLK)；
[0021]3.3)读取第一个像素的高字节；
[0022]3.4)给 FIFO 读时钟(FIF0_RCLK)；
[0023]3.5)读取第一个像素的低字节；
[0024]3.6)给 FIFO 读时钟；
[0025]3.7)读取第二个像素高字节；
[0026]3.8)循环读取剩余像素。
[0027]进一步，所述步骤6)中，ARM模块将差值图像传送到显示器上步骤如下:
[0028]5.1)设置STM32F407与TFTLCD相连的10 口进行初始化，以便驱动TFTLCD，使用STM32F407 的 FSMC 接口驱动 TFTLCD ;
[0029]5.2)初始化TFTLCD，向TFTLCD写入一系列设置，来启动TFTLCD的显示。为后续显示字符和数字做准备；
[0030]5.3)通过函数将字符和数字显示到TFTIXD上。
[0031]本发明具有以下技术效果:
[0032]I)该装置采用低成本的ARM平台，将嵌入式技术和嗅觉可视化技术相结合，实现嗅觉可视化检测中保护气体自动通入，待测气体与可视化传感器充分反应时间自动判别，反应前后图像自动处理，使用户更加方便快捷的完成嗅觉可视化检测工作。
[0033]2)该装置的ARM平台稳定、可靠、检测精度高，大大提高了嗅觉可视化检测工作的效率，使用户更加方便快捷的完成嗅觉可视化检测工作。
[0034]3)本发明结构简单，解决了手工操作装置气密性不强，充分反应时间判别不准确，反应前后图像处理重复繁琐的问题。
【附图说明】
[0035]图1是本发明基于嵌入式技术的嗅觉可视化自动检测装置结构示意图；
[0036]图2是本发明基于嵌入式技术的嗅觉可视化自动检测装置运行流程图；
[0037]图3是本发明基于嵌入式技术的嗅觉可视化自动检测装置可视化传感器阵列图。
【具体实施方式】
[0038]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。
[0039]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0040]如图1所示，为本发明基于嵌入式的嗅觉可视化自动检测装置结构示意图，包括开关、电压转换器、光电开关、ARM模块、稳压芯片、继电器、电磁阀、摄像头、显示器、可视化传感器阵列；所述220V交流电源一端连接开关，所述220V交流电源另一端连接电压转换器的输入端，所述电压转换器的输出端连接稳压芯片输入端，所述稳压芯片输出端分别连接ARM模块、摄像头、显示器，所述ARM模块和摄像头连接，摄像头对准可视化传感器阵列，用于扫描可视化传感器反应前后的图像信息；所述ARM模块和显示器连接，用于显示反应前后的差值图像，所述ARM模块与光电开关相连，光电开关检测到待测物后ARM模块收到信号；所述ARM模块与继电器相连，继电器和电磁阀连接，电磁阀用于控制向反应室通入保护气体一一氮气，所述ARM模块用于判断充分反应的时间和处理反应前后图像信息，所述可视化传感器阵列用于和待测气体反应，由9种卟啉化合物的氯仿溶液滴在反向C2硅胶板上制成。
[0041 ] 所述ARM模块选用ST公司的STM32F407芯片；所述摄像头选用0V7670 ;所述显示器选用TFTLCD ;所述可视化传感器由9种卟啉化合物的氯仿溶液滴在反向C2硅胶板上制成。
[0042]所述开关用于打开和关闭电源；所述电压转换器用于将220V交流电转换成5V直流电；所述光电开关用于检测待测物的存在与否；所述稳压芯片用于将5V直流电转换成3.3V直流电并稳定电压；所述继电器用于实现电磁阀开关控制的电磁式继电器、电子式继电器或其他类型继电器；所述电磁阀用于控制保护气体一一氮气的通入。
[0043]本发明的工作原理及过程为:
[0044]ARM模块获取可视化阵列图像后，采用3X3的中值滤波方法滤去图像中的白噪声，用域值