采用DC-DC模块的无人机（UAV）电源解 摘要：
在设计针对无人机（UAV）的电源系统时，设计人员所关心的参数是尺寸（S）、重量（W）、功率密度（P）、功率重量比、效率、热管理、灵活性和复杂性。
体积小、重量轻、功率密度
摘 要： 针对冰箱贮存的肉类与蔬菜新鲜度检测需求，设计了基于智能电子鼻的新鲜度检测仪器。针对食品新鲜度特定气体的检测目标，设计了新型的气体传感器阵列，使用单片机及通信技术，研制出一台小型电子鼻仪器，实现了冰箱内食品信息的快速采集和检测以及数据通信功能。采用线性判别分析方法（LDA）及主成分分析（PCA）等算法实现了冰箱内食品种类和新鲜度的智能识别。在实际应用中，该仪器可根据冰箱保鲜贮存的特定低温环境，改进专用的检测气室和识别算法。
关键词： 电子鼻；冰箱保鲜贮存；食品新鲜度检测；智能识别
0 引言
猪肉与蔬菜都是人们日常食用的食物，由于自身和外界环境、微生物等的作用，猪肉与蔬菜都会发生不同程度的腐败。随着气敏传感器的发展，利用电子鼻技术检测猪肉新鲜度已经引起人们的关注[1-4]，柴春祥等人[5]利用电子鼻对猪肉新鲜度进行判别，表明可以利用金属氧化物半导体气体传感器检测猪肉新鲜度；孙天利等人[6]则探究了线性判别式分析（LDA）和主成分分析（PCA）在新鲜度识别中的效果。而蔬菜的新鲜度，目前应用电子鼻检测新鲜度的研究并不多，吴琼[7]等人利用光谱成像技术探究蔬菜的新鲜度。本文则重点利用电子鼻对猪肉和蔬菜的新鲜度进行检测，设计了基于金属氧化物半导体气敏传感器（MOS）的检测阵列，并针对冰箱低温环境设计专用气室，能应用于冰箱保鲜贮存猪肉与蔬菜新鲜度检测的电子鼻系统[8]，具有成本低，快速、简便的特点。本文选取猪肉以及蔬菜中较有代表性的菠菜作为实验对象，对系统性能进行初步验证。
1 系统设计
电子鼻是利用气体传感器阵列的响应值来识别气味的电子系统，可以在几小时、几天甚至数月的时间内连续、实时地监测特定位置的气味状态。电子鼻系统一般由检测气室、下位机控制系统及上位机处理系统组成。检测气室主要用于气体信号采集，下位机控制系统则实现系统电路及气路的控制、A/D转换、液晶显示及数据通信功能，上位机处理系统主要完成对下位机的控制、数据记录与处理和人机界面等功能。为完成系统功能，最小核心芯片选用TI公司的MSP430F169，A/D转换芯片则选用TI公司的ADC128S052，该芯片较430内部AD电路具有更高的转换速率及精度。系统总体设计框图如图1所示。
1.1 检测气室设计
气敏传感器工作时，工作温度达200 ℃～300 ℃[9]，电子鼻系统在清洗预热阶段，通入室温状态下的空气，此时如果有明显低于室温的低温气体通入，会抑制传感器的正常工作状态，进而影响性能，因此需要设计加热气路，电感厂家快速将低温气体加热至室温状态用以系统检测。
为此，本文专门设计了检测气室，主要在泵入传感器阵列测试腔前增加一段加热及控温电路，将进入测试腔前气路温度控制在室温，确保不会因为气体温度过低而影响传感器的正常响应及使用寿命。并在气路入口处填装活性炭，消除水汽及空气中VOCs对检测的影响。控温电路通过PID控温算法实现，其设计概要图如图2所示。
1.2 系统硬件设计
1.2.1 传感器阵列选择
在猪肉的贮藏过程中，由于酶和细菌的作用，这些成分会发生分解变化，产生气味。蛋白质先分解为腐败的胺类，进一步分解为氨、硫化氢、乙硫醇等；脂肪分解为脂肪酸类，进一步分解为醛类和醛酸类臭气；碳水化合物则分解为醇类、酮类、醛类和羧酸类气体[10]。蔬菜的腐败过程则主要产生有机挥发气体VOCs。
据此，本文综合选择6种MOS传感器组成传感器阵列，具体型号及特征气体如表1所示。
1.2.2 传感器核心检测电路设计
为消除基线漂移影响，提高检测灵敏度，系统检测电路选用包含惠斯登电桥以及由运算放大器OPA2333构成的差分放大电路传感器核心检测电路设计如图3所示。
