基于单片机的电子舌设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

随着科技的发展，人类创造的许多机器在很多方面已经超过了人类自身的能力，但是对于视觉、听觉、嗅觉、触觉及味觉五种生物感觉，目前所有的设备还不能达到人类自身能力的水平，部分感觉机理在生物层面上至今还没有完全研究透彻。近年来，随着社会对高效、准确的智能检测技术的需求以及关于嗅觉的诺贝尔医学奖的推动，感官仿生技术的研究渐渐成为科学工作者的热点课题。而对于模仿人类味觉功能的仿生系统--电子舌的研究更是引起了大量研究者的兴趣，其研究进展也越来越得到各行各业的重视。

电子舌属于人类味觉系统的一种延续，是一种利用传感器阵列探测待测的液体样品，通过电子传感器阵列以及信号处理等对液体进行定性或定量分析的一种新型测试分析技术设备，它可以分辨出一些不同类型液体的差异。自20世纪80年代中期发展至今，它以简便、快速、安全等特点迅速在食品质量与安全、生物、环境等方面得到广泛应用，为酒类、饮料、药品检测和分级与评价提供了有力的技术支持。由于电子舌起步比较晚，研究尚不够成熟，目前在电子舌系统方面市场化最有代表性的是法国的alph mos公司，其生产的电子舌系统有着全世界99%以上的电子舌市场，广泛应用于医药、环境和化工领域，发展前景十分广阔。未来电子舌的发展会越来越趋向于小型化、平台统一化、网络智能化，并且会侧重于不同科研人群的需要。

目前，国内许多实验室自主研发的电子舌，多数使用数据采集卡以及labview软件替代单片机系统，优点是研制速度快，无需花费太多精力在硬件设计和编程上，但由于知识产权限制，若作为工业产品出售，必须向ni等公司申请专利许可并且需要缴纳专利费用。若利用单片机或嵌入式系统以及开元软件设计，则可以节约大量成本。

2. 研究的基本内容与方案

本设计是基于单片机技术的电子舌设计，并实现对于不同液体的检测。设计的主要任务如下：

（1）对液体检测系统进行整体的规划和设计。

（2）传感器的选择。目前国际上常用的电子舌传感器主要有多通道类脂膜传感器，离子选择型电极，伏安型金属传感器、光寻址点位传感器等。本次设计要实现对于市售矿泉水及苹果汁的检测，查阅资料后综合考虑成本因素，选用离子选择型电极。该传感器是电化学传感器的一种，对特定离子的浓度具着选择性的指示作用。

（3）硬件电路的设计。设计基于离子选择电极的多通道高阻抗小信号放大电路，对电子舌传感器的信号进行放大和滤波，以AT89C51为核心，传感器采集信号经调理后通过数模信号转换板卡送至PC机。硬件电路主要包括单片机、信号放大调理电路、液晶显示电路、复位电路、AD转换电路、电源电路等。

（4）单片机软件设计，如果时间允许争取还能利用VC 平台编写上位机和下位机程序来实现数据传输、人机交互、仪器控制等功能。

（5）实现系统的软件调试，仿真调试等功能。

设计的主要思路是，通过离子选择型电极将液体中不同离子的浓度转换成电压信号，经过12位串行AD转换器ADCTLC2523进行数模转换后送入单片机进行数据处理，如果时间允许尝试在LABVIEW中进行数据显示以区分不同液体。流程图如下

3. 研究计划与安排

第1－2周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需的相关知识。确定方案，完成开题报告。

第3－7周：完成5000字外文文献翻译及传感器的选择和相应硬件电路的设计。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]张夏斌,王晓萍.基于调幅脉冲扫描法的电子舌在其酒类识别中的应用[j].传感器技术学报2007

[2]彭伟.单片机c语言程序设计实训100例——基于8051 proteus仿真[m].北京:电子工业出版社,2009.

[3]张国雄.测控电路(第四版)[m].北京:机械工程出版社,2011.