第2期 周红标，等：自适应概率神经网络及其在白酒电子鼻中的应用 ·179 hg(g+1)=v+F(x-),变异因子Fe[0,2], 白酒作为实验样品.实验时，每次准确取量样本 3)交叉操作，其主要是用来增加种群的多样 2mL,注人样本池中.每个样本的检测时间为60s, 性.其对变异后的扰动量和父代个体按式(2)进行 为了消除测量数据的漂移现象，每次检测前后，传感 交叉 器阵列都需要清洗和标淮准化（即加热处理），时间不 0(g+1)= 少于1008，这将能有效保证测量数据的准确性和稳 rh,(g+1),rand(0,l)≤Cg或j=rand(i); 定性.每种样品重复检测20次，4种不同白酒总计 Lxg(g),rand(0,l)>Cg或j≠rand(i). 得80个样本，建立一个小型的白酒气味指纹图谱 (2) 库.图3所示为洋河海之蓝的传感器阵列信号响应 式中：CR为交叉概率，rand(i)是[1，D]之间随机整数 强度图（取自编号haizhilan_6),其中横坐标是数据 4)选择操作对新矢量和预定矢量进行比较选择 采集点数(3000点，1808)，纵坐标是响应强度，每 x:(g+1)= 条曲线代表一个传感器在采样时间内的响应值变 :(g+1),f:(g+1)<fx:(g)); 化，5个传感器共有5条响应曲线，此外还有温湿度 Lx;(g),f(v(g+1))f(x;(g)). 传感器显示当前的温度值和湿度值.数据采集过程 反复执行2)~4)，直至满足最大进化代数或预 中由于仪器的影响（电子鼻与上位机采用一问一答 先设定的收敛精度， 的Modbus通信协议，采样点间隔60ms),曲线有抖 动，不光滑，故需要进行平滑处理.本文采用移动平 2 实验数据获取 均法对信号进行平滑处理，处理后的信号如图4所 2.1实验系统及方案 示，平滑滤波后的曲线光滑、干净，消除了锯齿状的 课题组以STM32为核心处理器，将Zigbee无线 失真，便于进一步的特征提取 通讯和虚拟仪器等技术融为一体，设计了无线白酒 3.5r 3.0 电子鼻.硬件电路主要实现信号采集、信号调理、A/ >2.5 TGS2600 D转换、无线通信、数据传输、人机对话等功能，主要 2.0 TGS2620 TGS2602 包括气敏传感器阵列（TGS2600、TGS2602 竖1.5引 TGS2610号 TGS2610、TGS2611、TGS2620)、AM2302温湿度传感 1.0 TGS261H 器模块、信号调理模块、STM32F103控制器模块、电 10 10 15202530 源模块、键盘模块、液晶显示模块、CC2430 Zigbee无 点数 线通信模块、RS232转USB通讯模块等.在上位机 图3传感器阵列信号响应强度 采用虚拟仪器软件Labview设计一套能对数据进行 Fig.3 Signal response intensity of sensor array 实时显示、存储、回放和分析等操作的平台.算法采 用数据处理能力更强的Matlab平台实现，并通过 3.5 ActiveX技术将预处理、特征提取和模式识别算法集 3.0l 成到Labview当中.硬件实物图如图2所示 >2.5 g2.0 JGS2602 要1.5 TGS2611 10202方3610 点数 图4数据平滑后信号响应强度 Fig.4 Signal response intensity after smoothing 2.2气味数据特征提取 图2电子鼻硬件实物 目前电子鼻中使用的数据特征提取方法主要有 Fig.2 The diagram of electronic nose hardware 稳态响应值、响应和恢复阶段的斜率、对数法、一阶 在超市购置了洋河海之蓝42480mL、牛栏山陈 差分法、二阶差分法等.目前大都数都只采用稳态响 酿36°400mL、今世缘省接待40°500mL和安徽迎 应值.本文在选择稳态响应值的基础上，还计算出响 驾大曲45°500mL共4种不同酒精度不同品牌的 应阶段和恢复阶段的斜率作为特征值，其计算公式