智能瓦斯传感器系统的设计.pdf

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1、2010钲仪表技术与传感器2O10第2期InstrumentTechniqueandSensorNo．2智能瓦斯传感器系统的设计付华，王涛，杨崔(辽宁工程技术大学电气与控制工程学院，辽宁葫芦岛125105)摘要：针对煤矿井下环境复杂、参数难以准确测量的问题，将模糊理论与神经网络技术相结合应用到检测领域，构造了煤矿安全监测智能瓦斯传感器系统。基于RBF神经网络重点研究了智能瓦斯传感器系统隶属函数网络样本及模糊推理网络样本的生成和训练，并对智能瓦斯传感器的硬件结构进行了设计。模糊神经网络技术为智能瓦斯传感器设计提供了强有力

2、的技术支持，使该系统能对井下复杂参数进行准确的检测，并将传统数值测量系统的数值输出转变为语言描述输出。实验仿真结果表明，该方法行之有效，为煤矿安全监测提供了一种新的思路。关键词：煤矿安全监测；智能传感系统；模糊神经网络中图分类号：TD76文献标识码：A文章编号：1002—1841(2010)02—0100—03DesignofIntelligentGasSensorSystemFUHua，WANGTao，YANGCui(FacultyofElectricalandEngineeringControl，LiaoningT

3、echnicalUniversity，Huludao125105，China)Abstract：Inviewoftheproblemthatenvironmentiscomplexandtheparametersaredificulttomeasureaccuratelyincoalmine，fuzzytheoryandneuralnetworktechnologywereappliedtostructurecoalminesafetymonitoringintelligentgassensorsysteminthea

4、reasofdetection，whichhadaresearchfocusontheformationandtrainingofintelligentgassensorsystemmembershipfunctionnetworksamplesandfuzzyinferencenetworksamplesbasedonRBFneuralnetworksanddesignedthehardware．Fuzzyneuralnetworktechnologyprovidesapowerfultechnicalsupport

5、forintelligentfuzzysensingsystem，whichcanmakeaccuratede-tectiontocomplexparametersincoalmine，andtransformthenumericaloutputoftraditionalnumericalmeasurementsystemintothelanguagedescriptionoutput．Simulationresultsshowthattheeffectivemethodprovidesanewwayofthinkin

6、gforcoalminesafetymonitoring．Keywords：coalminesafetymonitoring；intelligentsensingsystem；fuzzyneuralnetwork1智能瓦斯传感器结构原理2系统硬件结构设计智能瓦斯传感器系统是传统数值测量系统的发展与深化，系统结构如图2所示，当被测对象特征信息通过信息调理把数值测量结果通过数值／符号转换单元转换为人类语言描单元进入计算机处理单元后，经生成隶属函数单元，得出特征述。该系统的基本结构图⋯如图1所示。矿井下状态参数经信息的模糊集

7、隶属函数。然后基于模糊蕴涵推理规则，得出被过一系列的处理后，得出井下的状态并以人类语言的形式输测对象测量结果的模糊语言描述，实现模糊测量，结果与其对出。应的报警极限值比较，如果达到报警值，则启动声光报警，同时通过执行器关断不安全设备，采集处理的结果通过LCD进行显专家系统实一数现示。并可通过通讯单元实现与外部通信。作为上位机的PC机井一值模r推与智能瓦斯传感器系统之间通过CAN总线连接，实现数据通下～环境一测量盥—厦卜糊推理结信。下位机可将监测数据传给上位机。下位机各参数的报警▲理_．．果n～兀一网值可用上位机修改。l

8、数据库络系统总线神经网络实现模糊量化与推理图1智能瓦斯传感系统结构框图智能瓦斯传感器能够实现自组织学习功能，对不同的情况采取不同的测量方案；它可以通过知识的集成而生成模糊推理规则，对测量数值进行拟人类自然语言的表达；具有感知功能，与传统传感器一样，具有各种敏感元件；具有通讯功能，可以与上级系统进行信息交换。基金项目：国家自然科学基