應(yīng)用于火災(zāi)探測(cè)的人工嗅覺信息處理技術(shù).pdf

1、火災(zāi)歷來是威脅人類安全、影響人類發(fā)展的重大災(zāi)害之一。特別是在工業(yè)化高度發(fā)展的今天，任何小小的隱患都將造成生命和財(cái)產(chǎn)的重大損失?；馂?zāi)探測(cè)技術(shù)是火災(zāi)防治領(lǐng)域的重要發(fā)展方向之一。 近年來，基于傳感器陣列與模式識(shí)別技術(shù)的人工嗅覺技術(shù)成為國際上研究的熱點(diǎn)。在環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)療診斷、醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)、化工、軍事等各種領(lǐng)域的氣味檢測(cè)中具有廣闊的應(yīng)用前景。目前已經(jīng)有人嘗試將其用于火災(zāi)探測(cè)方面。將人工嗅覺技術(shù)應(yīng)用于火災(zāi)探測(cè)領(lǐng)域?qū)嵸|(zhì)就是利用人工嗅覺系

2、統(tǒng)中仿生的氣敏元件感應(yīng)火災(zāi)前(中)物質(zhì)受熱分解(燃燒)釋放出的氣味。這個(gè)感應(yīng)時(shí)間早于火災(zāi)發(fā)生時(shí)間、甚至是陰燃發(fā)生的階段，即早于傳統(tǒng)火災(zāi)探測(cè)器的響應(yīng)時(shí)間，所以將其應(yīng)用于火災(zāi)探測(cè)領(lǐng)域可以解決以往火災(zāi)探測(cè)器響應(yīng)時(shí)間晚、響應(yīng)不準(zhǔn)確的關(guān)鍵技術(shù)問題。人工嗅覺技術(shù)在火災(zāi)探測(cè)方面表現(xiàn)出良好的發(fā)展?jié)摿Α?本文首先綜述了火災(zāi)探測(cè)器的發(fā)展歷程、現(xiàn)狀和存在問題，然后以人工嗅覺系統(tǒng)在火災(zāi)探測(cè)領(lǐng)域中的優(yōu)勢(shì)為切入點(diǎn)，著重討論了人工嗅覺系統(tǒng)中新型信息處理技術(shù)，

3、為人工嗅覺系統(tǒng)的應(yīng)用提供了新的思路和新的方法。本文研究工作主要有以下幾個(gè)方面。 研究和分析了人工嗅覺領(lǐng)域主要采用的技術(shù)原理及方法。人工嗅覺系統(tǒng)采用多個(gè)不同敏感特性的傳感器組成陣列，利用其交叉敏感特性實(shí)現(xiàn)其對(duì)氣味物質(zhì)的多對(duì)一的映射描述。 對(duì)傳感器輸出的頻率信號(hào)進(jìn)行處理，從而引申出特征參數(shù)的相關(guān)概念，在介紹其它人工嗅覺系統(tǒng)特征值取值方法的基礎(chǔ)上，研究出以時(shí)序理論為基礎(chǔ)，記錄傳感器輸入信號(hào)的特征變化情況。 對(duì)特征信號(hào)做

4、進(jìn)一步處理，在比較了統(tǒng)計(jì)識(shí)別模式和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識(shí)別模式的優(yōu)缺點(diǎn)后，決定采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)之進(jìn)行分類識(shí)別的工作，將氣味傳感器陣列和有教師指導(dǎo)的前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模式識(shí)別技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)成氣味-Ⅱ-物質(zhì)定性識(shí)別系統(tǒng)；當(dāng)利用教師樣本對(duì)前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練后，系統(tǒng)對(duì)于未曾見過的氣體樣本能夠準(zhǔn)確地識(shí)別。 利用含噪聲信號(hào)對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，保證網(wǎng)絡(luò)能在有噪聲信號(hào)的環(huán)境下正確識(shí)別氣味物質(zhì)?？梢缘贸鲇绊懴到y(tǒng)分類精度的主要因素為樣本質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)精度。