基于arm的浅层气检测仪设计

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1、ZSTUZhejiangSci-TechUniversity硕士学位论文Master’sThesis中文论文题目:基于ARM的浅层气检测仪设计英文论文题目:DesignofshallowgasdetectorbasedonARM学科专业：机械电子工程作者姓名：黄斌指导老师：王英完成日期：2015年4月24日浙江理工大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得浙江理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何

2、贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解浙江理工大学有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江理工大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：签字日期：年月日导师签名：签字日期：年月日浙江理工大学硕士学位论文基于ARM的浅层气检测仪设计摘要在地质勘察与地下建筑工程领域，浅层气给施工过程带来极大的困扰。施工过程中浅层气的泄露和喷发会造成人员

3、伤亡与勘察设备损害，且可能造成沉积物物理性质改变最终导致地面建筑物不均匀沉降或直接损坏；浅层气的主要成分还是地球温室效应来源之一，其泄露和喷发造成环境破坏。因此研究浅层气的高精度探测方法，已成为我国地质勘察、地下工程建设与环境保护的迫切需求。本文所研究内容是“杭州湾含气沉积物物理模型及声学测试技术研究”课题的一部分，设计一种基于嵌入式技术的便携式浅层气浓度检测仪，配合该课题研究含气沉积物中气体浓度变化与声学检测性质之间关系的研究。通过分析地下有害气体工程勘察报告，了解了浅层气特性并提出浅层气检测仪的功能需求。采用S3C2440A微处理器与嵌入式Linux系统为系统平台，运用非色散红外吸收法(

4、NDIR)传感器实现浅层气中CH4与CO2浓度检测。硬件方面完成了检测仪的电路原理图与电路板PCB的设计；软件方面完成了嵌入式Linux系统双通道ADC驱动程序的设计，设计了数字滤波算法进行防脉冲干扰滤波，通过嵌入式SQLite数据库实现气体浓度数据的存储，使用QtCreator设计了检测仪界面，完成了Wi-Fi驱动程序的移植，在系统中搭建嵌入式Web服务器并设计了远程访问Web页面。本检测仪可实现浅层气区主要组分气体甲烷和二氧化碳实时浓度显示，历史数据显示及数据曲线显示。通过Wi-Fi将浅层气检测仪接入网络，可实现气体浓度数据远程访问。通过浅层气测量试验平台进行了实测实验与标定，并进行误差

5、分析。根据流量比混合法配制标准浓度气体，通过标定实验得出检测仪标定曲线，重复性实验得出CH4与CO2的相对标准差分别为1.16%和0.78%。本检测仪CH4与CO2的测量范围分别为0-100%VOL和0-5%VOL，在置信概率为95%的情况下，CH4与CO2不确定度分别为为2.52%与2.16%。关键词：ARM；嵌入式Linux；浅层气；NDIR气体传感器；QtCreator；WebserverI浙江理工大学硕士学位论文基于ARM的浅层气检测仪设计DesignofshallowgasdetectorbasedonARMAbstractInthefieldofgeologicalexplora

6、tionandundergroundengineering,shallowgasbringsagreattroubletotheconstructionprocess.Theleakageanderuptionofshallowgasduringtheconstructionprocesswillcauseheavycasualtiesanddamagestosurveyequipment,whichmayalsoresultinachangeofthephysicalpropertiesofsedimentsandeventuallyleadtotheunsymmetryordirectd

7、amageofexplorationequipmentorbuildings.Themaincomponentofshallowgasisoneofthesourcesoftheglobalgreenhouseeffect,anditsleakanderuptionwillcauseenvironmentaldamages.Therefore,studyonhigh-accuracyandnondestruc