关键词:
电子鼻
水果的品种品质识别
虚拟仪器技术
主成分分析
反向传播神经网络
摘要:
电子鼻是一种模拟人类嗅觉过程的人工嗅觉装置。电子鼻技术不仅可以弥补人类感官具有主观性的缺点,并有着较好的重复性,检测时间较短等优点。随着科技的突飞猛进,电子鼻技术已被广泛的应用到了农业、医疗、食品、安防、环境检测等多个领域内,已逐渐成为人们不可缺少的检测工具。同时人们对水果品质和品种的要求也逐渐提高,不同品质的水果价格不一样,不同品种的水果价格相差更大。所以,对水果的品种识别有着十分重要的意义。本论文在介绍电子鼻技术的发展和背景后,对自制电子鼻系统的组成进行了详细的介绍,并通过电子鼻进行水果的品种和品质识别实验,最后使用主成分分析法和BP神经网络实现了对水果的品种品质的区分。主要工作内容如下:(1)根据电子鼻工作原理,设计电子鼻硬件系统。硬件系统包括:气体采样装置、传感器阵列、传感器阵列反应气室和数据采集系统。依据水果释放的特征气体来选型传感器。通过workbench仿真软件对反应气室进行仿真,设计合理的气室。通过数模转换芯片和微控制器完成将采集的信号上传PC的过程。(2)使用LABVIEW平台进行上位机程序的编写,并实现对传感器阵列产生的响应信号进行实时显示与保存功能。(3)使用自制的电子鼻系统分别对新鲜辽宁巨峰葡萄、新鲜黑加仑、新鲜云南高山红提这三种样本水果进行了识别实验,并通过直接用BP神经网络模式识别的方法与主成分分析法和BP神经网络相结合的方法进行了对比,其中PCA与BP神经网络相结合的方法效果最好,准确率可达到83.33%。同时对2种不同品质的提子也进行区分识别实验,可成功的进行识别。