動(dòng)態(tài)可重構(gòu)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)及氣體識別方法研究.pdf

1、揮發(fā)性有機(jī)物(VOC)，主要來源于建筑材料、室內(nèi)裝飾材料、生活和辦公用品及室外工業(yè)廢氣等，對人類健康的危害正得到人們越來越多的重視。因此，制備能夠檢測不同VOC的氣體傳感器及研究混合氣體識別方法是非常有意義的工作。由于半導(dǎo)體氣體傳感器自身的交叉敏感性，許多單一氣體傳感器無法對某種氣體進(jìn)行準(zhǔn)確的識別與測量?；跉怏w傳感器陣列的電子鼻技術(shù)得到研究人員的廣泛關(guān)注。在本論文中，利用納米SnO2材料及不同摻雜敏感材料分別制備了幾種氣體傳感器，并組

2、成傳感器陣列實(shí)現(xiàn)對甲醛、乙醇、甲苯和丙酮混合氣體的識別與測量，各氣體成分的測量濃度范圍為：1ppm～5ppm。
　　 本文分別研究比較了幾種常用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，BP、RBF及ANFIS，在混合氣體識別與測量中的應(yīng)用。三種網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測誤差分別為：BP：3.16％、RBF：2.70％、ANFIS：1.96％，從中可以看出，在預(yù)測精度上：ANFIS>RBF>BP。采用PCA和ICA方法對氣體傳感器陣列數(shù)據(jù)樣本進(jìn)行預(yù)處理有利于提高神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對混合

3、氣體濃度的預(yù)測精度。利用可編程邏輯器件(如CPLD、FPGA)，能真正實(shí)現(xiàn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的并行計(jì)算特點(diǎn)，加快計(jì)算速度，滿足實(shí)時(shí)性要求。本文在Xilinx Vertex II Pro開發(fā)板上分別構(gòu)建了BP和RBF兩種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，并對其進(jìn)行了仿真與測試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，硬件實(shí)現(xiàn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，在運(yùn)算速度上要比軟件實(shí)現(xiàn)快兩個(gè)數(shù)量級。考慮到在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中神經(jīng)元個(gè)數(shù)經(jīng)常難以確定等具體問題，利用片上網(wǎng)絡(luò)(NoC)具有良好的可擴(kuò)展性及并行通信能力的特點(diǎn)