1.一种基于3乘3气体传感器阵列的轻量嗅觉感知系统,用于搭载昆虫躯干上实现狭窄空间下目标气体泄露源探测工作,其特征在于,包括:传感器模块、主控模块及供电模块;
2.根据权利要求1所述的基于3乘3气体传感器阵列的轻量嗅觉感知系统,其特征在于,所述传感器模块的九个mems气体传感器分别涂敷不同的气敏材料。
3.根据权利要求1所述的基于3乘3气体传感器阵列的轻量嗅觉感知系统,其特征在于,所述主控模块包括单片机模块u2、电荷泵模块u3、稳压模块u4、跟随器模块u5、电流放大模块q1和q2、fpc连接器f2、旁路电容c3、去耦电容c4、滤波电容c5、滤波电容c6、电容c7、泵送电容c8、旁路电容c9、电容c10、上拉电阻r10、下拉电阻r11、电阻r13、反馈电阻r12、电阻r14;所述单片机模块u2的vdd端与旁路电容c5、去耦电容c6相连,用于消除高频干扰信号,抑制输入纹波;所述上拉电阻r10、滤波电容c5并联后与单片机模块u2的en端连接,起保护作用,防止电流过大;所述电荷泵模块u3的输入电源端引脚vin与滤波电容c7相连,输出电源端引脚vout与滤波电容c3相连,正负极端与泵送电容c8相连;所述稳压模块u4的输入电源端引脚vin和使能端引脚en与滤波电容c9相连,抑制输入纹波;输出电源端引脚与滤波电容c10相连,抑制稳压模块进行电压转化后产生的纹波,保证输出的电压曲线平滑;稳压模块u4用于提供稳定的2.5v电压,提供传感器模块测试电路电压;所述跟随器模块u5的输入电源端引脚3、5与单片机模块u2的heat1端和heat2端连接,输出电源端引脚1、7与下拉电阻r11、r13相连;所述下拉电阻r11、r13与电流放大模块q1、q2的基极端相连,电流放大模块q1、q2的发射极端与反馈电阻r12、r14相连,用于电流放大,提供3乘3气体传感器阵列加热电极工作电压。
4.根据权利要求3所述的基于3乘3气体传感器阵列的轻量嗅觉感知系统,其特征在于,所述主控模块的单片机模块u2的gpio25、26端输出分别输出1v、2v电压,通过跟随器模块u5和电流放大模块q1、q2分别施加到3乘3气体传感器阵列u1的vh1、vh2端。
5.根据权利要求3所述的基于3乘3气体传感器阵列的轻量嗅觉感知系统,其特征在于,所述主控模块通过fpc连接器f2与传感器模块的ffc排线f1相连,将九个mems气体传感器所采集的电压信号转换为目标气体浓度值,通过单片机模块u2的低功耗蓝牙功能将目标气体浓度值传输至手机端app,在app界面以九条不同颜色的曲线实时显示目标气体浓度的变化。
6.根据权利要求3所述的基于3乘3气体传感器阵列的轻量嗅觉感知系统,其特征在于,所述主控模块的单片机模块u2的gpio23、22、17、5端口通过铜线与昆虫躯干指定部位连接,在手机端app界面配备有四个按钮,分别为前进、左转、右转和停止;点击按钮后通过手机端的低功耗蓝牙功能发送控制信号至单片机模块u2,对控制信号进行判定,单片机模块u2的gpio23、22、17、5端口分别输出占空比、周期可控的脉冲电压信号控制昆虫进行前进、左转、右转。
7.根据权利要求3所述的基于3乘3气体传感器阵列的轻量嗅觉感知系统,其特征在于,所述主控模块的单片机模块u2采用freertos实时操作系统进行任务调度和内存管理,将传感器数据采集功能和昆虫运动控制功能部署于内部的cpu0和cpu1中,实现了任务双线程互不干扰运行。
8.根据权利要求1所述的基于3乘3气体传感器阵列的轻量嗅觉感知系统,其特征在于,所述传感器模块和主控模块采用分离式设计,大大减小了3乘3气体传感器阵列的封装难度和系统尺寸;所述的传感器模块的长宽高为20mm×25mm×2mm,主控模块的长宽高为27mm×23mm×2mm,供电模块的长宽高为25mm×25mm×5mm。