基于STM32的CO气体便携检测装置设计

____________________________________________________信息记录材料2019年3月第20巻第3期僵基于STM32的CO气体便携检测装置设计白雪(山西大医院 山西 太原 030032 )【摘要】在汽车驾驶室等含有CO气体环境中对其CO浓度的实时监测具有重要的意义.本文提出一种便携式基于实 时监测的CO气体检测装置.构建了检测装置的系统框架，选定了 STM32F103作为主控芯片，设计了 CO化学传感器、 CAN通信模块以及无线传输模块调理电路，并设计了软件系统.该系统采用嵌入式的设计，结构简单、可靠性高、便于 携带，具有一定的应用意义.【关键词】CO气体；实时监测；传感器；STM32F103【中图分类号】TB2 【文献标识码】A 【文章编号】1009-5624 ( 2019 ) 03-0031-03Design of portable CO Gas Detection Device based on STM 32Bai Xue.ShanXi Dayi Hospital Logistics Department, Taiyuan,Shanxi 030032, China[Abstract] It is of great significance to monitor the CO concentration in real time in the environment containing CO such as car cab. This paper presents a portable CO gas detection device based on real-time monitoring. The system framework of the detection device is constructed, STM 32 F 103 is selected as the main control chip, the CO chemical sensoi; CAN communication module and wireless transmission module conditioning circuit are designed, and the software system is designed. The system adopts embedded design, simple structure, high reliability and portability, and has certain application significance.【Key words ] CO gas;Real-time monitoring;Sensor;STM32F1031引言CO是危害人体健康的主要气体之一，在煤炭燃烧、汽 车尾气中均含有co气体，尤其是随着我国汽车数量的持 续增加，汽车尾气中co排放己经逐渐发展为影响大气污 染的主要气体之一。另一方面目前煤炭仍是我国发电、取

据存储到SD卡中，人机交互系统将采集到的CO浓度及报 警信息进行显示，无线模块可将采集的浓度信息和报警信 息进行无线传输。系统框图如图1所示。暖所使用的主要燃料，因此因co超标造成的中毒事件屡 见不鲜m,常常有人因燃煤炉或汽车空调造成CO中毒，

严重者甚至危及生命。由于CO气体无色无味，不易被察觉， 因此，在含有CO气体这种潜在危险的环境中，对CO的实 时监测具有重要的意义。2系统框架主控芯片采用STM32F103系列芯片，用于CO传感器 信号的采集和数据分析。CO气体传感器釆用电化学传感器, 经调理电路滤波、放大后输送到主控芯片的AD转换模块， STM32F103芯片完成转换数据的分析和存储，浓度超过1% 时通过报警模块发出声光报警，并将采集的数据和报警数

3硬件设计3. 1 CO传感器调理电路系统采用电化学传感器采集CO的温度，CO传感器元 件由作电极、计数电极和参考电极组成，参考电极和工作 电极保持恒定的电势⑵。CO气体扩散到传感器内部时，无法管理和控制管理界面，全面提升了动态网站的安全性。 在动态网站当中，子页面和首页均归到管理系统范围内， 并且位于输出界面。管理人员需要优化和完善此种管理系 统，确保动态网站运行稳定性。管理系统中后台怎么快属 于重要部分，按照数据管理系统的各项功能能够合理选择 功能模块，做好分类存储之后能够充分发挥出各项功能。站的运行稳定性。【参考文献】［1］黄锦仁.PHP在动态网站开发中的优势与具体应用［J1.信息 与电脑(理论版),2018, 22 (22):82-83.⑵吴琛.浅谈基于PHP的网站开发类课程教学研究［J］.福建 电脑，2018, 34 (11): 173-174.⑶刘爽，周诗辉，张华琦，王波.基于PHP技术的校园综合服 务网站的建设［S］.教育教学论坛,2018, 13(44):88-.4结语综上所述，PHP技术在动态网站开发当中具有显著优 势。在开发网站期间应用该项技术时，设计人员既可以使 用PHP技术的语言功能实现功能编程，还可以对网络目标 架构和系统框架进行设计优化，这样能够有效确保动态网

［4］周诗辉，赵天琦，王波.基于PHP网站建设的功能实现和问 题分析［S］.教育教学论坛，2018, 25 (44):205-206.31僵息•技利信息记录材料2019年3月第20卷第3期其中工作电极上时会发生氧化反应，反应后溢出电子，如

公式（1）所示，在另一个电极计数电极上产生相反的反应, 即还原反应，将气体还原为水，如公式（2）所示，两者 合成及为化学式CO传感器的总反应，如公式（3）所示。 由公式可见，CO会使传感器产生电子流，并且电子流的 多少和CO气体浓度成比例关系。因此，将CO反应产生的 电子流由电极引出，经过调理电路的放大、调理、采集处 理后，经AD转化后就可得到CO浓度信息。传输给其他系统，采用NRF24L01模块实现2. 4GHZ的无线 传输，其电路图如图4所示。STM32F103芯片通过SPI总

线实现对无线模块的控制，由10 口对管脚CE和CSN进行 操作可选择通信方式和使能无线芯片NRF24L01,若芯片在 线，可选择接收方式即可进行通信，若不需要无线传输时,

可通过SPI总线设置无线模块处于掉电或者空闲模式，降 低CO气体检测系统的功耗，提高电池的使用时间。R37CO + H2O t CO2 + 2〃+ + 2e- （1）% 0 + 2H* + 2e「t Hf （2）2CO + Q 2CO2⑶Wiretes CE 13.3VcE c

86 CO 卜PDI CSN 2SPI SCK 3QD>Q

OQ>

山区

UL1514lOnFTiiss>传感器调理电路如图2所示。当CO气体进入化学传

感器元件时，传感器三个电极中的工作电极和计数电极会 产生电流，由于CO反应产生的电流信号较为微弱，采用 高性能的运放对信号进行调理和放大。为了提高信号的抗 干扰性和稳定性，利用釆用高性能运放进行多次放大，整

SPI MQS[ 4MOSI

SCK n RF24L01SPI MISO 5MISO& Q9 ggazQsacMM

3ANT2133.9nHCPU PINV) wCMXANTI12VDD PA11O _XO8.2nH2.7nHIF16Mhz叩卜

-C27 ・ C26■22pF\"22pF理后输入到STM32F1O3芯片自身集成的AD模块进行换算， 即可得出CO气体的浓度信息。Q1 R4R610k图4无线通信模块调理电路3.4声光报警电路设计声光报警电路对co浓度超限时发生报警，其 电路图如5所示。由三极管驱动蜂鸣器蜂鸣进行报警， STM32F103芯片10管脚高低电平决定了蜂鸣器的导通与 否。图2 CO传感元件调理电路3. 2通讯碌块调理电路主控芯片箱显示屏之间釆用CAN通信，CAN通信应用

较为广泛，可有效组建网络，也有利于与其他外设或者系

统快速建立通信联系。电路图如3所示，采用TLE6250芯 片实现CAN总线信息的接收和发送，电路中磁珠的作用是 消除电路中的高频噪声以及抖动、尖峰等干扰信号。图5无线通信模块调理电路4软件设计系统采用模块化设计，系统上电后先对各个芯片

GND A_GND图3 CAN通讯模块调理电路进行初始化，包含主控芯片STM32F1O3、CAN通信芯片 TLE6250,无线通信NRF24L01等模块芯片。采用查询的方 式扫描AD寄存器中CO传感器的数据，并转换显示到显示 屏上，一旦CO浓度超限，立马使能管脚进行报警。采用 中断的方式利用无线模块发送报警信息和CO传感器实时 参数。5结语基于嵌入式的便携式C0气体检测装置采用的STM32 系列芯片为主控芯片，集成了 C0化学传感器、CAN通信3. 3无线通讯模块电路系统提供无线模块以便将CO传感器数据和报警信息32

信息记录材料2019年3月 第20卷第3期(信融•兰屯SRS定期发布隐私数据中的高效匿名保护方法张伦贵，崔宗敏，喻静(通讯作者)(九江学院信息科学与技术学院江西九江 332005 )【摘要】现如今，自发报告系统(SRS)已经被广泛的建立去收集不良药物事件，以用于ADR的检测与分析.通常情况下， SRS数据中包含了一些个人特征类的敏感信息，因此在信息发布之前，需要匿名SRS中的私密信息以防止个人隐私的泄露. 尽管在此之前已经有许多不同的隐私保护模型和匿名化方法，但由于SRS数据的某些特征，它们无法保护SRS数据免于 泄露.针对于此，在本文中，我们提出了 一种新的保护模型对SRS数据进行匿名化，实验结果表面，我们的新方法可以 在合理的信息丢失度下，解决SRS数据定期发布中的隐私泄露问题，高效的使得数据集中的数据达到了 Q值零泄漏的效果.【关键词】药物不良反应；匿名化数据；数据发布隐私保护；自发报告系统；增量数据发布【中图分类号】TP309 【文献标识码】A【文章编号】1009-5624 ( 2019 ) 03-0033-03

1绪论1. 1研究的背景虽然药物对人们治愈疾病至关重要，但服用药物可能 伴随着严重的药物不良反应(ADRs)。一种新的药物在进 入市场前必须经过一系列的临床试验。很不幸的是，由于 参与药物试验的志愿者人数有限，药物在上市前很困难

单个静态数据的发布，因此在防止增量数据发布中隐私泄 露是非常笨拙的。以前提岀的用于增量数据发布的隐私模 型可以分为连续型或动态型数据发布t21 OByun等人首先提出了连续型数据发布下的隐私威胁。 他们通过比较不同的1-diversity发布来查询受害者的敏感 信息，展示了可能的推理通道。他们之后通过k-anonymity 和称为(k, c)-anonymous的—diversity,查询更多不法分子 跨季度推断的攻击类型，以此来强化他们的算法。Pei等人⑷阐述，在连续型数据发布的方案中，不法 分子可以从多个发布中推断一些已被k-anonymity清除了 的隐私信息。他们还提出了一种“单调递增匿名化”的有

搜集齐所有的ADRso大多数发达国家已经建立了自发的 报告系统来收集不良药物事件(ADEs),以支持ADR数据 的分析和检测，其中包括美国食品和药物管理局的FAERS (FDA),英国的 Yellow Card scheme[6]和加拿大的 Med Effect191,以及等等。1.2研究的意义SRS数据集的发布也会带来一些隐私危机。SRS数据集 是一种微数据，包含敏感的个人健康信息，例如患者的不 良反应和症状，这些信息应当被保护起来，以防止这些被 泄露的信息与特定的患者联系起来。一般来说，数据在发 布之前发布者会删除带有身份属性的信息。然而，即使所 有的身份属性已被删除，不法分子仍然可以通过准身份属 性(如性别，工作，年龄，邮政编码等)将已发布的数据 与外部数据(例如选民列表)进行链接。因此，一个研究 保密信息的发布课题确立了，其旨在对近几年之前已经被 广泛发布的原始数据进行匿名化，例如k-anonymity[5],1. 3相关研究现实世界中的大多数数据不是静态的，而是动态增长。 也就是说，数据不能一次被全部发布，但必须在不同的时 间点被多次发布。在文献中，这种情况被称为'‘增量数据 发布”叭 早先提出的隐私模型，如k-anonymity只注重

效方法，这种方法在维持k-anonymity更新时，逐步的降 低了泛化粒度。1.4研究的内容(1) 系统是基于Visual Studio 2015作为开发软件, 使用mat lab来作为简化公式的辅助，使用C#语言编写后 台服务程序，并与建立好的患者信息数据库进行连接，对 数据进行匿名化操作。(2) 对新出现的三种攻击模式BFL的各自攻击方式 和特点进行逐个研究。(3) 系统的核心任务是匿名患者信息数据库中的隐 私数据，防止隐私泄露。(4) 借助谷歌学术及相关文献对隐私保护进行研究， 并进行编程应用。2分析

2. 1 BFL攻击分析B-attack： B-attack的核心是利用之前发布的信息来2015, (22)： 11-12.[3] 张迎伟，王亮.防爆柴油机车尾气实时监测装置设计[J].

煤矿机械，2017, 38 ( 12 ) : 86-88.模块、无线通信模块等，具有反应灵敏、结构紧凑、便于

携带等特点，可对周边环境中的CO浓度进行实时检测， 当浓度超限时及时报警，避免使用燃煤炉或者机车驾驶室 等环境中CO浓度过高引起人员的中毒事故，对使用人员 起到了很好的保护作用。[4] 田艳艳，阎春利，王岩斐.汽车驾驶室内CO报警装置设计[J], 森林工程,2014, 30 ( 5 ) : 93-95.[5] 张迎伟.基于嵌入式系统的机械设备点检仪研制[D].西安

【参考文献】[1]王核.一氧化碳检測仪的测量原理与应用[J].中国计量，

科技大学，2011, 6-45.作者简介：白雪(1985-),山西吕梁人，工程师，大学本科, 现从事电气设备管理方面工作.2010 ( 1 ) : 67-79.⑵ 罗霄华.基于MSP430的CO气体检测仪设计[J].科技与创新，33