一种面向食品识别的具有传感器选型能力的电子鼻系统

本发明涉及气味识别技术和ai算法，尤其涉及一种面向食品识别的具有传感器选型能力的电子鼻系统。

背景技术：

1、随着人们对于食品安全问题的愈发关注，食品安全问题相关的技术也在快速发展，其中重要的一方面技术就是食品种类识别技术。现阶段随着食品制作技术的迭代更新，传统方案中仅靠人的感官，如目视、鼻嗅，已经不能做到对食品种类完全准确的识别，人们需要一种可以快速有效识别食品种类的装置和技术。

2、电子鼻通过对食品气味的检测来进行食品种类的识别和区分，从而具有成本较低和适用面广的特点。电子鼻系统的实现主要基于气体传感器技术、数据采集技术和人工智能算法技术。气体传感器和其配套电路可以实现对食品气味信息的采集、转化和通讯，数据采集和数据处理技术可以对气味信息数据进行一定的预处理，最后通过ai(人工智能)算法技术进行模型的训练和种类预测。

3、现有工作已经可以实现对一般品类的食品进行识别分类，例如文献《high-dimensional time series feature extraction for low-cost machine olfaction》中使用了16个传感器实现了对3种啤酒的分类，但是很多场景下在功耗、面积等资源因素的限制下，所能使用的传感器数量和种类是有限的，这就需要一种能高效选择适合某种分类场景的传感器的选型方法与技术。

4、考虑到现有的电子鼻相关的技术工作一方面分类准确率不够高，分类效果不够好，另有其使用的传感器数量和种类较多，不能适应要求更加严格的使用场景；因此，需要研发一种面向食品识别的具有传感器选型能力的电子鼻系统。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种面向食品识别的具有传感器选型能力的电子鼻系统，可以提高识别准确率，降低识别中所需的传感器数量与种类。

2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

3、一种面向食品识别的具有传感器选型能力的电子鼻系统，包括：实验反应腔室、气体采集电路与处理设备，所述气体采集电路中配置有微控制器模块与传感器阵列；

4、气体采集电路与食品样本放置于实验反应腔室中，通过微控制器模块控制传感器阵列采集食品样本的气味信息，并传输至处理设备；

5、所述处理设备利用人工智能算法分别对传感器阵列中每一组传感器子阵列采集的气味信息进行处理与分类识别，输出对应的食品种类识别结果，根据食品种类识别结果的准确性筛选出性能最优的多个种类不同的传感器单元，组合为传感器子阵列。

6、由上述本发明提供的技术方案可以看出，一方面，基于较成熟的ai算法有效保障了识别准确率；另一方面，通过组合优选算法可以高效遴选出表现较好的传感器单元，从而解决了现有方案识别准确率低和电子鼻系统中所需传感器数量和种类过多的问题。

技术特征：

1.一种面向食品识别的具有传感器选型能力的电子鼻系统，其特征在于，包括：实验反应腔室、气体采集电路与处理设备，所述气体采集电路中配置有微控制器模块与传感器阵列；

2.根据权利要求1所述的一种面向食品识别的具有传感器选型能力的电子鼻系统，其特征在于，所述处理设备中设有数据处理模块，数据处理模块包括：数据预处理模块、分类算法实现模块与组合优选算法模块；其中：

3.根据权利要求2所述的一种面向食品识别的具有传感器选型能力的电子鼻系统，其特征在于，所述对气味信息进行预处理包括：

4.根据权利要求2或3所述的一种面向食品识别的具有传感器选型能力的电子鼻系统，其特征在于，结合人工智能算法对气味信息进行分类识别，获得食品种类识别结果包括：

5.根据权利要求1或2所述的一种面向食品识别的具有传感器选型能力的电子鼻系统，其特征在于，所述筛选出性能最优的多个种类不同的传感器单元，组合为传感器子阵列包括：

6.根据权利要求1所述的一种面向食品识别的具有传感器选型能力的电子鼻系统，其特征在于，所述载有传感器阵列的气体采集电路在述实验反应腔室中采集食品样本的气味信息包括：

技术总结
本发明公开了一种面向食品识别的具有传感器选型能力的电子鼻系统，主要包括：实验反应腔室、气体采集电路与处理设备，所述气体采集电路中配置有微控制器模块与传感器阵列；气体采集电路与食品样本放置于实验反应腔室中，通过微控制器模块控制传感器阵列采集食品样本的气味信息，并传输至处理设备；所述处理设备利用人工智能算法分别对传感器阵列中每一组传感器子阵列采集的气味信息进行处理与分类识别，输出对应的食品种类识别结果，根据食品种类识别结果的准确性筛选出性能最优的多个种类不同的传感器单元，组合为传感器子阵列。该系统可以提高识别准确率，降低识别中所需的传感器数量与种类。

技术研发人员：许磊,张若愚
受保护的技术使用者：中国科学技术大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17