学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

恶臭电子鼻信息处理技术研究

作　者: 杨晓磊
导　师: 刘伟玲
学　校: 河北工业大学
专　业: 仪器科学与技术
关键词: 恶臭气体电子鼻模式识别神经网络定量识别
分类号: TP212
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 4次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

恶臭是指一切能损害人类生活环境、另人难以忍受的气味或使人产生不愉快感觉的气体。恶臭物质的种类很多，迄今凭人的嗅觉即可感觉到的恶臭物质有4000多种，其中有几十种对人的危害较大，如硫醇类、氮、硫化氢、二甲基二硫、三甲胺、甲醛、苯乙烯、酪酸和酚类等。这些恶臭污染主要来源于人们生产及生活造成的污染，包括畜禽养殖屠宰，石油化工、生物制药、精细化工，污水泵站、污水处理、垃圾转运与集中处理和填埋等等。随着人们对于自身健康的重视，环境问题越来越被人们所关注。而做为环境问题的首位的恶臭污染，也越发的引起了人们的关注。近年来各地雾霾天气的剧增，尤其是2013年初全国发生雾霾天气的城市在增加，持续时间也在延长，更加促使人们关注环境空气质量问题。恶臭污染治理首先要有一个准确的检测，而目前的人工方法检测恶臭不仅耗时而且由于主观因素的影响很不准确，因此用机器取代人，用机器检测恶臭就显得尤为重要了。恶臭电子鼻就在这个条件下，应运而生。本文主要介绍了恶臭电子鼻的系统设计，包括硬件部分以及软件部分的设计。重点叙述了数据处理部分的特征值提取以及模式识别技术，并且应用PCA、ICA以及神经网络技术对标准气体进行了识别检测。本文从硬件设计的传感器选型、调理电路的设计到软件部分的应用LabVIEW程序进行编程实现了数据的采集，即各个传感器对于不同浓度气体的响应曲线通过程序显示了出来。同时借助于matlab进行PCA和ICA处理，最后建立5-6-4BP神经网络模型，对单一的H2S、NH3、乙酸乙酯、正丁醇等实验气体进行了恶臭定量识别。最后系统显示定量结果包括气体浓度、恶臭强度以及恶臭浓度。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-19
  §1-1 引言  8-12
    1-1-1 恶臭污染定义及其危害  8-9
    1-1-2 恶臭物质种类  9
    1-1-3 恶臭污染来源  9-10
    1-1-4 恶臭测量方法  10-11
    1-1-5 恶臭评价方法  11-12
  §1-2 电子鼻技术简介  12-15
    1-2-1 电子鼻定义及组成  12-14
    1-2-2 电子鼻应用  14-15
  §1-3 恶臭电子鼻研究现状  15-16
  §1-4 电子鼻中的主要模式识别方法简介  16-17
  §1-5 本文的主要研究内容以及论文结构  17-19
    1-5-1 论文的主要研究内容  17
    1-5-2 论文结构  17-19
第二章恶臭电子鼻系统方案设计  19-32
  §2-1 恶臭电子鼻系统结构  19
  §2-2 恶臭电子鼻硬件系统  19-27
    2-2-1 传感器的选型  19-21
    2-2-2 调理电路  21-23
    2-2-3 信号预处理  23-24
    2-2-4 特征提取  24-27
  §2-3 恶臭电子鼻软件设计  27-31
    2-3-1 LabVIEW 平台介绍  27-28
    2-3-2 软件系统设计以及功能的实现  28-31
  §2-4 本章小结  31-32
第三章恶臭定量检测技术  32-50
  §3-1 模式识别技术  34-39
    3-1-1 主分量分析  36
    3-1-2 独立分量分析  36-38
    3-1-3 BP 神经网络算法  38-39
  §3-2 数据采集以及特征值提取  39-44
    3-2-1 数据采集  39-42
    3-2-2 特征值提取  42-44
  §3-3 恶臭定量模型的建立  44-48
    3-3-1 前向三层 BP 神经网络  44
    3-3-2 BP 算法  44-45
    3-3-3 输入输出层的确定  45
    3-3-4 隐含层的确定  45-48
  §3-4 BP 神经网络识别过程  48-49
  §3-5 本章小结  49-50
第四章恶臭样品实验  50-58
  §4-1 实验过程  50-51
  §4-2 基于 BP 神经网络的定量识别分析  51-57
    4-2-1 PCA 数据处理  51-53
    4-2-2 ICA 数据处理  53-55
    4-2-3 BP 神经网络对恶臭气体的定量识别  55-57
  §4-3 本章小结  57-58
第五章结论与展望  58-59
参考文献  59-62
致谢  62-63
附录 A  63-66

恶臭电子鼻信息处理技术研究

内容摘要

全文目录

相似论文