电阻式气体传感器阵列的后端信息处理技术研究

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2、教师吴志明教授１１Ｊ■■—分类号密级学位论文电阻式气体传感器阵列的后端信息处理技术妍究（题名和副题名）刘怀阳（作者姓名）指导教师吴志明教授电子科技大学成都（姓名）、职称、单位名称申请学位级别硕ｉｂ学科专业光学工程提交论文日期２０１６．０４．１２论文答辩日期２０１６．０５．１７学位授予单位和日期电子科技大学２０１６年０６月答辩委员会錦谢光忠教授评阅人王军副教授杨亚杰妍究员注１：注明《国际十进分类法ＵＤＣ》的类号。ＲＥＳＥＡＲＣＨＢＡＣＫ－ＥＮＤＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ

3、ＯＮＲＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＢＡＳＥＤＯＮＥＳ巧ＴＡＮＧＥＴＹＰＥＧＡＳＳＥＮＳＯＲＡＲＲＡＹＳＵＡＭａｓｔｅｒＴｈｅｓｉｓＳｕｂｍｉｔｔｅｄ化ｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＣｈｉｎａＭａｊｏｒ：ＯｐｔｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＡｕｔｈｏｒ：ＨｕａｉｙａｎｇＬｉｕＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＺｈｉｍｉｎｇＷｕＳｃｈｏｏｌ：ＳｃｈｏｏｌｏｆＯｐｔｏｅｌｅｃｔｏｎｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ摘要摘要由于近年来

4、大气污染的日益严重，有害气体对身体健康的不断伤害加剧，人们对于气体浓度快速便捷的检测需求也随之日益增加。单一的气体传感器检测气体时存在选择性较差的缺点，且交叉敏感的特性使气体浓度检测存在误差。将具有不同选择性的单个传感器组成气体传感器阵列构成电子鼻，可以有效改善单个气体传感器选择性差的缺点。本文选用电阻式气体传感器阵列。通过对比本文实验数据的特点和算法之间的优缺点，发现，BP人工神经网络算法具有信息的分布式存储和并行协同处理的优势，因此本文此算法作为本文数据处理的算法。论文主要研究内容包括后端信息处理技术的相关原理、传感器转换电路的设计、后端信息处理算法研究、标准BP算法的Jav

5、a实现。论文实现了混合气体样本数据采集和混合气体定量检测，具体的工作包括如下：（1）基于传感器敏感膜的特点和传感器转换电路设计的原理，设计出传感器阵列转换电路，该电路能够很好的把传感器电阻数据转换为电压数据，并能达到样本数据测量的精度需求。（2）对定量检测算法原理进行分析，建立适合本文所用传感器阵列的算法模型，并对标准的BP算法进行了改进，对比数据表明了弹性BP算法比标准BP算法更加优越。因而，弹性BP算法成功应用于本文的样本数据定量检测。（3）用Java语言实现标准的BP算法的思路和原理，为嵌入式传感器设备的后端算法研究奠定基础。关键词：气体传感器阵列，转换电路，数据处理算法，

6、JavaIABSTRACTABSTRACTBecauseofmoreandmoreseriousairpollutionandmoreharmfulgasesresultinginhealthdamageforpeopleinrecentyears,itisingreatneedforrapidandconvenientgasdetection.Asinglegassensorhassuchshortcomingsaspoorselectivityandcross-sensitivity.Arrayscontainingselectivedifferentsensorscould

7、improvepoorselectivity,andresistancetypegassensorarraysarechosen.Bycontrastingthecharacteristicsoftheexperimentaldataandthedifferencebetweenalgorithms,theartificialneuralnetworkalgorithmwasadopted,becauseartificialneuralnetworkmethodhasthefol