[实用新型]一种基于石墨烯复合材料的自动检测装置及系统

说明书

技术领域

本实用新型基于石墨烯复合材料检测气体领域，尤其涉及一种基于石墨烯复合材料的自动检测装置及系统。

背景技术

农作物挥发性气体(VOCs):根据对植物释放VOCs的研究，植物释放VOCs是一种防卫机制，即诱导抗性，植物遭受机械损伤或昆虫取食后释放出诱导挥发物，除了具有防御功能，还有利于植物的伤口愈合亦可作为伤害信息在植株间传递，引起群体诱导抗性的产生。

随着物联网、智能农业的发展，通过无线路由技术将检测结果传输到数据库中，为智能农业的协同控制提供大数据的支撑，从而促进农业自动化的实现，调节认为调整种植激素的诱发原因，实现对农作物生长的检测与控制。这是现在追求的趋势。

但是目前的检测方法：随着现代仪器技术的迅速发展，使得物理、化学法成为目前分析植物激素的主流方法。包括色谱法、光谱法、毛细管电泳法和电化学分析法等。主要是采集植物样本通过各种化学、物理性质分析植物样本的植物激素的含量，需要人工手动的去操作实验进行测量。不能实现对农作物释放物进行直接测量，效率比较低，费时比较长，无法实现农业自动化。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：目前现有技术中采用的技术手段需要人工操作，不能实现对农作物释放物进行直接测量，效率比较低，费时比较长，无法实现农业自动化。

为解决上面的技术问题，本实用新型提供了一种基于石墨烯复合材料的自动检测装置，该装置包括：检测装置外壳、显示屏、石墨烯传感器、通气孔、检测芯片；所述检测芯片设置在检测装置外壳内部，同时检测芯片还与石墨烯传感器连接；所述石墨烯传感器设置在检测装置外壳的底部；所述通气孔安置在石墨烯传感器的底部；所述显示屏设置在检测装置外壳的外表面，其还与检测芯片连接，用于显示石墨烯传感器采集的数据。

本实用新型的有益效果：采用多种石墨烯复合材料传感混合信息采集模式，通过金属氧化物(如：ZnO量子点/石墨烯复合材料传感器、PTA/过氧化石墨烯复合材料传感器等)、与石墨烯的复合材料传感器组成传感阵列，无需人工操作测量，对挥发性气体进行自动测量，测量敏感性比较强，大大提高检测效率。

进一步地，所述石墨烯传感器包括：二元金属氧化物传感器和三元金属氧化物传感器；所述二元金属氧化物传感器和三元金属氧化物传感器分别与检测芯片连接。

上述进一步地的有益效果：金属氧化物纳米材料均匀地生长在石墨烯表面，由于目标气体在金属氧化物表面的氧化过程中实现了金属氧化物和石墨烯之间电子的转移，与纯石墨烯材料相比，复合材料将传感的响应速度提高了4倍，而且复合材料制备的传感时间分别在30S和40S，实现了金属氧化物和石墨烯之间的快速响应和恢复。

进一步地，该装置还包括：时钟模块、存储模块；所述检测芯片还分别与时钟模块、存储模块连接。

进一步地，所述二元金属氧化物传感器与检测芯片连接之间还连接一个匹配电阻，所述三元金属氧化物传感器与检测芯片连接之间还连接一个匹配电阻。

进一步地，所述检测芯片是MSP430F149芯片。

上述进一步地的有益效果：由于MSP430F149芯片的闪存或ROM具有超低功耗MCU，并且还提供8MIPS，工作电压为1.8V-3.6V，具有高达60KB的闪存和各种高性能模拟及智能数字外设，使用这样的MSP430F149芯片能够提高检测气体的敏感度，提交了读取的数据精确度，节约能源。

进一步地，所述时钟模块的时钟信号线、数据线分别与MSP430F149芯片的P5.6、P5.7接口连接。

上述进一步地有益效果：MSP430F149芯片的P5.6和P5.7接口与时钟模块的SCL、SDA连接，MSP430F149芯片上电启动后，从互联网服务平台获取平台系统时间，并将时间同步到时钟模块。在每次测量的植物挥发性气体的值后，读取时钟模块的时间，MSP430F149芯片将这些时间数据合并后通过WIFI传输到互联网服务平台。

进一步地，所述二元金属氧化物传感器与MSP430F149芯片的P6.0或P6.1接口连接；所述三元金属氧化物传感器与MSP430F149芯片的P6.2接口连接。

上述进一步地的有益效果：可以避免在传感器检测空气中气体浓度时，由于浓度的变化导致传感器阻值变化，从而引起检测的数据不精确的情况出现，也防止了由于浓度的变化导致传感器阻值变化，从而能够延长传感器使用寿命。