基于WIFI的无线甲醛监测器设计

1.2.4 通讯模块

本模块可以实现传统的RS232通讯，也可以实现WIFI无线通讯。单片机的引脚RXD(P30)、TXD(P31)通过MAX232芯片将TTL电平转换为EIA电平，从而实现单片机与PC机的RS232通讯。WIFI无线通讯则是通过WIFI模块将单片机的数据转换成WIFI标准的数据类型。通过设置模块的网络名称、密码、IP、端口号、串口参数等可实现单片机与PC机或智能手机之间的通讯。

1.3 外壳设计

整体的外壳设计如图7所示。外壳设计主要是根据模组的尺寸、电源的形式、接口位置、方便拆卸等来考虑。本款模组的长是102mm，宽是40mm，高是30mm。电源既要能用电池供电又要可以通过外接电源供电。综上考虑，外壳由3个部分组成：电路板仓、器件仓、电池仓。电路板通过6个通孔固定在外壳上盖上，同时电路板会与外壳形成一个封闭的仓，即器件仓，在器件仓的上表面再打一些小孔，气体通过扩散经过这些小孔与器件发生反应。电池固定在正面，它通过两根线与电路板连接，电源线与电路板是可拔插的，以方便电池的拆卸。外接电源接口、开关、指示灯固定在外壳的尾部。

2 软件设计

本系统的软件部分分为两个部分：单片机部分与客户端部分。单片机软件采用C语言编写，它包含初始化函数、信号获取函数、温度获取函数、数据处理函数、温度标定函数、存储函数等。程序流程图如图8所示，单片机首先初始化，然后等待与客户端连接，当连接成功后就判断当前指令是工作模式还是调试模式，调试模式则进行温度标定，标定的结果存储在单片机的内部存储当中，如果是工作模式则根据客户端的指令做出相应的操作，最后得到的数据经过WIFI无线传输到客户端显示出来。客户端如果是PC机则基于LabVIEW编写，它主要实现WIFI无线通讯、数据的传输、数据的处理与显示。客户端若是Android智能手机则基于Java开发相应的APP应用程序，该APP主要实现WIFI无线通讯、数据的传输与显示。通过实验测试证明，Android智能手机与甲醛监测器通信正常。

3 电子鼻的性能测试

灵敏度是甲醛监测器的重要性能参数之一。我们将TiO2作为气体敏感材料制作成传感器器件，并用我们的甲醛监测器将加热温度分别控制在25℃、50℃、75℃、100℃、125℃五个不同的温度，且在紫外光激发的条件下对100ppm甲醛进行了灵敏度测试，如表1所示。结果发现，在紫外光激发的情况下75℃时我们的甲醛监测器的敏感度最大，达到了1802.03。

在紫外光激发、加热温度75℃的条件下，我们就传感器对不同浓度的甲醛的灵敏度做了测试，结果显示在10ppm时我们的传感器还具有很高的灵敏度。

通过上面的实验结果说明，我们设计的甲醛监测器是可行的。

4 结束语

本甲醛监测器有以下几个特点：

(1)既可以进行热激发又可以进行光激发，相对于传统热激发温度要200℃以上才能得到较好的材料性能，本系统在光激发下只需75℃就能达到最好的性能，大大降低了功耗。

(2)本系统尺寸小，便于携带。

(3)本系统可以实现WIFI无线通讯，这为传感器联网和远程监控打下了基础。

(4)本系统成本低且对甲醛的灵敏度好。