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设计一基于神经网络的环境多参量智能监测系统的
设计
一、目的和要求
1.目的
(1)通过本次综合设计,进一步了解智能检测技术的基本原理、智能检测
系统的建立和智能检测系统的设计过程。
(2)提高学生有关工程系统的程序设计能力。
(3)熟悉MATLAB语言、虚拟仪器如LABVIEW软件以及在智能检测设
计中的应用。
2.要求
(1)充分理解设计内容,并独立完成综合设计报告。
(2)综合设计报告要求:综合设计题目,综合设计具体内容及实现功能,
结果分析、收获或不足,程序清单,参考资料。
二、实验设备及条件
PC机
MATLAB7.0、LabVIEW8.2软件安装盘
传感器:DRWZ-5-B型温度传感器、DRZS-5-A型声传感器、DRGS-12-A型光传感器、
DRSD-5-A型湿度传感器、NAP-21A型二氧化碳传感器
DRVI快速可重组虚拟仪器平台
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DRDAQ-USB型数据采集仪
TEKTRONIXTDS100260MHZ示波器
三、实验原理、内容
本实验培养学生掌握掌握多种传感器(三种以上)检测特定环境的多项环境指标参数,
包括温度、湿度、光强度、可燃气体浓度等,采用微处理器技术对多路信号进行信号获取,
采用虚拟仪器技术实现对这几种参量的实时监测数据进行智能信息处理,包括应用到神经网
络技术,专家系统,数据融合技术等信息技术,实现可视化的人机交互界面。学生学会智能
系统设计和实验的基本技能,巩固学生所学的智能检测技术的理论和方法,着重于培养学生
智能系统的设计构想、实际方案和实验方法,培养和建立智能系统的整体系统设计概念。
1.系统的整体设计
实验总体结构如图1-1所示。本结构由PC机、环境监控系统、传感器、USB数据采
集仪以及相应联动系统组成。USB数据采集仪完成对各传感器的感应数据信息检测、采集,
并将采集到的信息传递给PC机,进行数据融合处理,同时实时传给监控系统。监控系统担
负着信息的显示、设置系统报警等工作。
2.数据融合技术
多传感器数据(信息)融合技术是20世纪70年代产生并迅速发展的一个新的学科。
多传感器数据融合(MultisensorInformationFusion)是指对来自多个传感器的数据进行多
级别、多方面、多层次的处理,从而产生新的有意义的信息,而这种新信息是任何单一传感
器所无法获得的。严格来说应该称这种理论为多传感器信息融合,因为信息的概念更广泛、
更具有概括性,而针对于实际中的应用,在工业现场中要处理的对象就是多传感器的检测数
据,故本设计中均称为多传感器数据融合。
数据融合包括对各种传感器给出的有用信息进行采集、传输、分析和合成等处理过程。
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一般认为数据融合是信息的综合与处理过程,对在不同的时间序列上获得的各种传感器信息
按一定准则加以综合分析,完成所需的决策和估计任务。
3.数据融合技术的分类
多传感器信息融合构有多种模式,目前对其分类可归纳为下列4种:
按功能分:检测级、位置级、属性通讯、态势评估级、威胁估计级;
按结构分:并行结构、串行结构、分散型结构、树状结构、反馈结构;
按信息处理方式分:集中式、分布式、混合式;
按层次分:数据层、特征层、决策层。
本系统的二级融合方法采用的就是神经元网络。常用的数据融合方法比较如表1-1所
示。
一级融光
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