基于ＭＢＵＳ的智能集中器设计 罗永刚 ，邹志远。 （１．山东理工大学电气与电子工程学院，山东淄博２５５０００； ２．山东淄博贝林电子有限公司，山东淄博２５５０００） 摘 要：针对以智能水表和热量表为主的集中抄表系统，设计了一种ＭＢＵＳ集中器，它完成对连 接到ＭＢＵＳ总线上的智能表数据的抄收并通过ＧＰＲＳ上传到监控计算机。介绍了集中器的工作原理 及ＭＢＵＳ总线，详细阐述了ＭＢＵＳ总线信号的收发电路。由于采用单片机控制，不断调整比较器基准 电压，大大增加了ＭＢＵＳ接收电路的适应性。测试结果表明，该设计实现的集中器产品可靠性高、带负 载能力强、抄表效率高，在实际应用中取得了很好的效果。 关键词：集中器；ＭＢＵＳ；ＧＰＲＳ 中图分类号：ＴＨ８１ 文献标识码：Ｂ 文章编号：０２５８—７９９８ｆ２０１３）１０—００７２—０４ Ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＭＢＵＳ Ｌｕｏ Ｙｏｎｇｇａｎｇ ，Ｚｏｕ Ｚｈｉｙｕａｎ。 （１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｚｉｂｏ ２５５０００，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｂｅｌｌｉｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．Ｌｔｄ，Ｚｉｂｏ ２５５０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｍｉｎｇ ａｔ ｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ ｍｅｔｅｒ ｒｅａｄｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｃｕｓｅｄ ａｒｏｕｎｄ ｔｈｅ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｗａｔｅｒ ｍｅｔｅｒ ａｎｄ ｈｅａｔ ｍｅｔｅｒ，ａ ｋｉｎｄ ｏｆ ＭＢＵＳ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅ ＭＢＵＳ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒ ｃａｎ ｃｏｍｐｌｅｔｅ ｔｈｅ ｃｏｌｌｅｃｔｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｍｅｔｅｒ ｄａｔａ ｔｈａｔ ｃｏｎｎｅｃｔｓ ｔｏ ｔｈｅ ＭＢＵＳ ｂｕｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｕｐｌｏａｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｖｉａ ＧＰＲＳ．Ｉｎ ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｔｈｅ ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒ ａｎｄ ＭＢＵＳ ｂｕｓ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ ｃｉｒｃｕｉｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ＭＢＵＳ ｂｕｓ ｓｉｇｎａｌｓ ａｒｅ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ．Ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｉｎｇｌｅ－ｃｈｉｐ ｃｏｎｔｒｏｌ，ｔｈｅ ｂｕｓ ｖｏｌｔａｇｅ ｃａｎ ｂｅ ｄｅｔｅｃｔｅｄ ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ，ｔｈｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｖｏｌｔａｇｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｐａｒａｔｏｒ ｃａｎ ｂｅ ａｄｊｕｓｔｅｄ ｃｏｎｓｔａｎｔｌｙ， ＳＯ ｔｈｅ ａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ＭＢＵＳ ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ ｃｉｒｃｕｉｔ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ｇｒｅａｔｌｙ．Ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒ ｔｈａｔ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｒｅａｌ— ｉｚｅｄ ｈａｓ ｈｉｇｈ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ，ｓｔｒｏｎｇ ｌｏａｄ ａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｒｅａｄｉｎｇ ｅｆｉｃｉｆｅｎｃｙ．Ａｎｄ ｉｔ ｈａｓ ａｃｈｉｅｖｅｄ ｖｅｒｙ ｇｏｏｄ ｅｆｆｅｃｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ａｐ— ｐｌｉｃａｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒ；ＭＢＵＳ；ＧＰＲＳ 目前，我国城市居民的水表和热量表数据基本上都 是人工抄收，然后月底结算。这种方式不仅要消耗大量 １集中器工作原理 集中器主要完成定时抄表和直抄两个功能。定时抄 的人力物力，而且抄收时间长、精度低，不利于管理部门 实时掌握用户的用水或用热情况，因此需要一种智能的 抄表系统，完成对表内数据的实时采集＿１］。集中器在抄 表系统中占有非常重要的地位，现有市场上的集中器大 表是指集中器在设定抄表时间启动抄表程序，并把抄收 的数据存储到外部存储器中，等待上位机查询。直抄是 指当集中器接收到来自上位机的抄表命令之后立刻开 始抄收指定地址的表计，将抄收的表数据返回给上位 机。图１是集中器系统框图，系统主要由主控制器、时钟 模块、电源模块、ＧＰＲＳ模块、ＲＳ４８５模块、ＭＢＵＳ主站模 部分带负载能力差，每个通信线路负载带有６０个，一个 集中器有２路ＭＢＵＳ最多带１２０个表。随着高层建筑越 来越多，每户使用的表计数量不断增加，集中器带负载 能力差的缺点越来越突出，这大大增加了抄表系统的设 块、存储模块组成。主控制器采用ＰＩＣ１６Ｆ９４６，该芯片有 １０位８通道的Ａ／Ｄ转换器；２个带８位可编程可预分频 的８位定时器／计数器和１个１６位增强型的定时器／计 数器；２个捕捉、比较和ＰＷＭ模块；宽工作电压范围［２１。 系统中时钟模块为系统提供时间，以便于定时抄表。 备成本，因此设计一种带负载能力强的集中器非常有必 要。本文设计的集中器带有４路ＭＢＵＳ总线，每路至少 可带１００个负载。 ／ｚ 欢迎网上投稿ｗｗｗ．ｃｈｉｎａａｅｔ．ｔｏｍ 《电子技术应用》２０１３年第３９卷第１０期 时钟模块 ｌ 一 ｌ ＋—叫ＧＰＲＳ模块 Ｉ ３６Ｖ 存储模块ｌ—— 主控制器 ——一Ｒｓ４８５模块 电模块 ｌ ——， （ａ）主站到从站信号以电平方式传输 图１集中器系统框图 ＧＰＲＳ模块提供集中器和上位机的无线通信，ＲＳ４８５电 路用来完成集中器的级联功能，当集中器与集中器距离 很近时，通过ＲＳ４８５总线完成级联，共用一个ＧＰＲＳ模 块，以便节省成本。存储模块用于存储抄表数据信息及 系统参数。４路ＭＢＵＳ主站模块用于集中器和表计连 接，完成对表计的数据抄收。 ＜１．５ ２ ＭＢＵＳ总线 由于水表或者热量表都是电池供电，为了延长电池 使用寿命，表内主电路使用光电隔离器与通信电路隔 （ｂ）从站到主站信号以电流方式传输 图３ ＭＢＵＳ物理层信号 路采用电压芯片ＦＰ５１３８，配合几个元器件就可以升压 到３６Ｖ。该芯片输入电压１．８～１５Ｖ。提供高精度的电压 离。通信电路由总线供电。水表或热表抄表系统通信大 部分采用ＭＢＵＳ总线，它是一种二线制无序总线，既给 表计提供电源又用来传输信号，大大节省了布线成本。 图２是ＭＢＵＳ总线连接图，通信系统分为从站和主站， 从站并接到总线上。 输出，输出误差在２％以内。工作频率在５０ ｋＨｚ～１ ＭＨｚ， 并且有短路保护功能。 升压电路如图４所示，ＯＵＴ引脚为ＰＷＭ波形输出， 直接驱动ＭＯＳ管；ＦＢ引脚为电压反馈输入；ＣＴＬ引脚 为输出电流大小控制，电阻越大，输出电流越小，当断开 时，芯片不工作，可以用该电阻控制芯片处于正常工作 模式或待机模式；ＳＣＰ引脚外接电容电阻来决定内部振 荡频率；ＣＯＭＰ引脚用来对内部比较器补偿；ＣＯＳＣ引脚 图２ ＭＢＵＳ总线连接图 连接电容，用于电源的软启动，系统上电后开始给电容 Ｃ２充电，当充电电压到达０．８ Ｖ时，引脚ＯＵＴ开始输 出。图４中输出电压为： ＭＢＵＳ总线协议规定了通信协议的物理层，对其他 通信层没有涉及。它是一种半双工通信总线，通信时采 用主从方式。ＭＢＵＳ总线上传输的数据位定义如下：（１） 由主站向从站传输的信号采用电压值的变化来表示， 即主站向从站发送的数据码流是一种电压脉冲序列， 用＋３６Ｖ表示逻辑１，用＋２４Ｖ表示逻辑０。在稳态时，线 ｏＵｒ＝（１＋Ｒ４／Ｒ３）×０．５＝（１＋６９）×０．５＝３５ Ｖ 集中器的主要功能是通过ＭＢＵＳ总线连接智能表 计，采集仪表内存储的数据，因此能否正确与表计通信 是整个系统的核心。发送电路如图５所示。 图５中，Ｖｏｕｔ为１２ Ｖ直流升压后得到的３５ Ｖ直流， 然后通过７８Ｍ２４转换为２４Ｖ。ＴＸＤ为单片机串行口发 路将保持逻辑１状态，图３（ａ）所示是由主站向终端从站 传输的数据码流图。（２）从站向主站传输的信号采用电 流值的变化来表示，即由从站向主站发送的数据码流 是一种电流脉冲序列，通常用１．５ ｍＡ的电流值表示逻 送引脚，当ＴＸＤ为高电平时，三极管Ｑ１０２导通，场效应 管ＱｌＯ５导通，总线上输出３５ Ｖ直流，为逻辑高电平。当 ＴＸＤ为低电平时，Ｑ１０２不导通而Ｑ１０５截止，２４Ｖ直流 辑１，当传输０时，由从站控制使电流值增加１１～２０ｍＡ。 图３（ｂ）所示是由从站向主站传输数据的码 ３主站信号收发电路 由于总线需要给从站节点供电，因 此电源需要有足够的驱动能力。如果每 个节点消耗２～３ｍＡ，当１００个节点时需 要的电流在０．２～０．３Ａ。 系统采用１２ Ｖ直流供电，通过 ＬＭ７８０５降压到５ Ｖ直流；将ｌ２ Ｖ直流升 压到３６Ｖ，通过７８Ｍ２４得到２４Ｖ。升压电 图４升压电路 《电子技术应用》２０１３年第３９卷 第１０期 ７３ 图５ ＭＢＵＳ主站信号发送电路 经过Ｄ１０２连接总线，总线为逻辑低电平。ＭＢＵＳ采用两 线制，ＭＢＵＳ发送电路接一根线，另外一根线连接ＭＢＵＳ 接收电路。 ＝：＝＿ 图６ ＭＢＵＳ主站信号接收电路 ＭＢＵＳ从站到主站发送的数据码流是一种电流脉冲 序列。逻辑１对应的最大电流可达到１．５ ｍＡ的稳态电 流，逻辑０对应的电流是在逻辑１对应的稳态电流基础 上额外增加１１～２０ｍＡ。如何识别电流脉冲序列是成功 压，而略小于当总线中传输数字０时比较器２引脚的电 压。该电压作为比较器的基准电压。基准电压根据ＡＤ１ 点的电压不同而不同，建立一个表格存储到单片机存储 器中，以备查询。当从站返回电流脉冲序列时，改变了比 较器２引脚的电压，通过与基准电压相比较，ＯＵＴ１引脚 接收从机回传数据的关键。 ＭＢＵＳ接收电路如图６所示。接收电路中ＭＢＵＳ总 线经过Ｒ５、Ｒ６电阻分压之后连接到单片机的ＡＤ１引 输出电压脉冲序列。经过电平转换为０￣５ Ｖ信号后，接 单片机的串口接收引脚。由于软件根据ＡＤ１点的电压 实时调整比较器３引脚的基准电压，使该接收电路适应 能力大大增强［４１。 在通信过程中，因为ＡＤ１点电压值不断改变，因此 当集中器通过总线向表计发送数据前，停止ＡＤ１点的 脚，单片机通过测量分压点的电压得到稳态时比较器反 相端２引脚的电压。比较器的同相端３引脚连接电容然 后通过Ｒ１连接单片机的ＰＷＭ引脚，并通过电阻Ｒ２、Ｒ３ 分压后接单片机的ＡＤ２引脚，用于测量比较器同相端３ 引脚的电压。 电压采样。当接收到从站数据返回之后，重新启动对 ＡＤ１点的电压采样。每隔１ Ｓ根据ＡＤＩ点不同的电压， 更新一次基准电压。 系统上电后，总线给从机通信电路供电，由于负载 的个数以及负载的特性等原因，在 ７上的压降会有所 不同，这也是很多ＭＢＵＳ接收电路当负载特性或个数有 变化时不能正确抄收数据的原因。该电路上电后，先测 ４从站信号收发电路 从站ＭＢＵＳ信号的收发主要由集成芯片ＴＳＳ７２１Ａ完 成。ＴＳＳ７２１Ａ是ＴＩ公司专为ＭＢＵＳ总线开发的从站收发芯 片，执行异步半双工通信协议，波特率最大为９６００ｂ／ｓ。发 送器的通信电流大小可通过电阻编程来调节。如图７所 压。当总 量Ｒ４与Ｒ７之间的电压，计算出比较器２引脚的电压。 然后控制ＰＷＭ输出给电容Ｃ１充电，并不断采集ＡＤ２ 点的电压，使比较器３引脚电压大于比较器２引脚电 图７从站收发电路 ７４ 欢迎网上投稿ＷＷＷ．ｃｈｉｎａａｅｔ．ｃｏｍ 《电子技术应用》２０１３年第３９卷第１０期 线有数据到来时，芯片将识别电压脉冲序，从ＴＸ引脚输 （６）ａｔ＋ｃｇｄｃｏｎｔ＝ｌ，”ｉｐ”，”ｅｍｎｅｔ”设置模块的ＡＰＮ； 出数字信号，然后通过光电隔离器隔离后，连接单片机 （７）ａｔ＋ｘｉｉｃ＝１建议ＰＰＰ连接； （８１ ａｔ＋ｘｉｉｃ？查询模块分配到的ＩＰ地址； （９）ａｔ＋ｔｃｐｓｅｔｕｐ＝０，２２２．１３４．８７．１２６，５０００连接服务； 的串口接收引脚ＲＸＤ１。当从站发送数据时，信号从单 片机串口发送引脚ＴＸＤ１输出，通过隔离后连接到 ＴＳＳ７２１Ａ的接收引脚ＲＸ，然后通过ＴＳＳ７２１Ａ内部转换为 （１０）ａｔ＋ｔｃｐｓｅｎｄ＝０，２０请求发送２０个字节的数据包； （１１）１２３４５６７８９００９８７６４３２１发送数据【 。 电流脉冲序列输出。 ５无线ＧＰＲＳ通信 ＧＰＲＳ模块采用深圳有方的Ｍ５９０Ｅ，它是一款多功 在实际应用中，如果服务器发命令通过ＧＰＲＳ传输 到达集中器，然后集中器把命令通过ＭＢＵＳ总线转发给 表计，表计数据按照原路返回，这样通信会有很大延时， 因此正常集中器工作在定时抄收模式。集中器中设计有 时钟电路，给集中器设置抄表时间以及该集中器管理的 能无线通信模块，支持ＧＳＭ８５０／１ ９００ＭＨｚ频段，支持频 段自动选择，支持标准的ＡＴ指令和增强的ＡＴ指令。内 嵌ＴＣＰ／ＩＰ协议，具有语音短消息和无线通信功能。Ｍ５９０Ｅ 与单片机通过串口连接，只需要通过简单的ＡＴ指令就 可以完成对模块的初始化和数据的传输。通信过程可以 分为两部分，一部分是初始化过程，第二是输出传输过 表计表号，当到达抄表时间时，开始抄收该集中器管理 的表计，然后存储到数据存储器中，服务器读取的是数 据存储器的数据。 程。系统上电后，先给模块ＯＮ／ＯＦＦ管脚输入低电平并 保持电平３００ｍｓ以上，这时模块开始启动，模块串口会 输出“ＭＯＤＥＭ ＳＴＡＲＴＵＰ”提示，然后模块ＯＮ／ＯＦＦ管脚 输入高电平或者悬空。这时模块开始正常工作，输入 “ＡＴ”指令，通过回码判断模块是否已经工作。然后开始 初始化工作，以下是初始化和数据发送的步骤： （１）ａｔ＋ｃｓｑ模块信号强度； （２）ａｔ＋ｃｃｉｄ模块是否识别到ＳＩＭ卡； （３）ａｔ＋ｅｇｓｎ查询模块的ＩＭＥＩ； （４）ａｔ＋ｅｒｅｇ？查询模块是否注册上网络； （５）ａｔ＋ｘｉｓｐ＝０设置模块用内部协议栈； 集中器电路中还有时钟模块和ＲＳ４８５模块，这些电 路都是常用的电路。时钟模块采用ＰＣＦ８５６３，给整个系 统提供日历时钟服务。ＲＳ４８５采用ＭＡＸ４８５芯片完成集 中器的级联。详细电路不再叙述。 本文介绍了集中器的工作原理以及ＭＢＵＳ总线的 特点，着重阐述了ＭＢＵＳ收发电路以及电源电路。由于 系统根据ＭＢＵＳ稳态电压动态地调整比较器基准电压， 从而避免了由于负载个数或负载特性导致的ＭＢＵＳ负 端压降变化的弊端，使接收电路的适应性大大增强。本 设计已经在抄表系统中应用，运行表明该设计稳定性 （下转第７９页） （上接第７ｌ页） 参考文献 【１】李雄飞，孙俊杰，陈磊，等．基于ＺｉｇＢｅｅ技术的无线设备状 态监测系统［Ｊ】．仪表技术与传感器，２０１２（１２）：１３９—１４０． ［２］黄智伟．单片无线发射与接收电路设计［Ｍ］．西安：西安 电子科技大学出版社，２００９． 的天线采用增益为３ ｄＢｉ棒状天线，在此条件下，该数据 接收器能够接收１００ ＩＴＩ范围内的节点数据，并通过网络 把数据返回到Ｗｅｂ页面中。应用本系统对室内温度进 行监测得到的数据截图如图５所示。 【３】ＳＥＭＩＣ０ＮＤＵＣＴ０Ｒ Ｎ．ｎＲＦ２４Ｌ０１ Ｓｉｎｇｌｅ Ｃｈｉｐ ２．４ ＧＨｚ Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ Ｐｒｏｄｕｃｔ Ｓｐｅｃｉｉｆｃａｔｉｏｎ［ＥＢ／ＯＬ】．［２００７】．ｈｔｔｐ：／／ Ｗ！Ｎ＇Ｗ．ｎｏｒｄｉｃｓｅｍｉ．ｃｏｍ／ｅｎｇ／Ｐｒｏｄｕｃｔｓ／２．４ＧＨｚ—ＲＦ／ｎＲＦ２４Ｉ １． 黾 ９曼．２４ ２０曼，１。２曼２．０４ ２２ ．８８ ２３ ．０２ ２４ ．３８ ２３ ．４５ ２ ．７４ ２ １．６４ ２ １．５６ １曼９，５６ 将无线射频通信技术和网络技术应用于传感器数 据采集领域具有非常好的前景，该数据接收器可用于在 【４】刘刚，赵剑川．Ｌｉｎｕｘ系统移植【Ｍ】．北京：清华大学出版 社，２０１１． ［５］邓一文，张红雨，张鹏程，等．ＲＦＩＤ高频读写器防碰撞算 法研究［Ｊ］．电子设计工程，２０１１（１９）：３１—３４． ［６］ＳＴＥＶＥＮＳ Ｗ Ｒ．Ｕｎｉｘ网络编程卷２：进程间通信［Ｍ］． 杨继张，译．北京：清华大学出版社，２００１． （收稿日期：２０１３—０５—０８） 恶劣的环境下对环境参数的多点监测。数据接收器的射 频模块ＰＣＢ的布局对整体的性能有很大影响，同时采 用大增益的天线可以使接收器获取更远距离的节点数 据。在软件设计中由于采用了异步事件通知消息队列的 作者简介： 严林祥，男，１９８８年生，硕士研究生，主要研究方向：嵌 入式系统、ＲＦＩＤ技术。 机制，因此在ｓｅｌｅｃｔ（）等待管道为可读状态时要注意处理 张红雨，男，１９６８年生，高级工程师，博士，主要研究方 由于信号中断而使ｓｅｌｅｃｔ（）返回的ＥＩＮＴＲ状态。 向：无线通信、物联网等。 ７５ 《电子技术应用》２０１３年第３９卷第１０期 一 叠；９．ｏ— ｎ）ｄ ！呈兰！ ！！！ ！！竺！ ！！ 呈 ！ 竺 ！ ！ 堡 ： 硬件方面由采样系统和控制系统组成，在软件方面根据 主成分分析（ＰＣＡ）和学习矢量量化（ＬＶＱ）混合神经网 络模式识别算法，研制出能够对五种不同种类的食用酱 进行准确评价的电子鼻系统。系统依据气体传感器在气 体特性上存在差异，对其信号调整电路进行了优化，并 建立了气味的“指纹信息”数据库，最终将气体检测结果 呈现出来。 参考文献 ［１］张青春，叶小婷．基于电子鼻技术的混合气体检测方法 研究［Ｊ】．电子技术应用，２０１１，３７（１２）：８０—８２． ［２］石志标，黄胜全，范雪冰，李扬．基于生物嗅觉的电子鼻 研究【Ｊ］．中国机械工程，２００７，１８（２３）：２８１０—２８１３． ［３］ＭＡＨＭＯＵＤＩ Ｅ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｎｏｓｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｉｔｓ ａｐｐｌｉｃａ－ ＰＧ１（９９．４１３４％） ｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｓｅｎｓｏｒｓ＆Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒｓ，２００９，１０７（８）：１７—２５． ［４】ＹＵ Ｈ，ＷＡＮＧ Ｊ，ＹＡＯ Ｃ，ｅｔ ａ１．Ｑｕａｌｉｔｙ ｇｒａｄｅ ｉｄｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｇｒｅｅｎ ｔｅａ ｕｓｉｎｇ Ｅ—ｎｏｓｅ ｂｙ ＣＡ ａｎｄ ＡＮＮ［Ｊ】．ＬＷＴ— Ｆｏｏｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００８（４１）：１２６８—１２７３． 图７电子鼻系统ＰＣＡ分析图谱 通过以上ＰＣＡ分析图谱可以准确判断未知酱品为 长春大酱，但黄干酱与多味辣酱的图谱位置很接近，如 果对黄干酱或豆瓣酱进行品质鉴别，得到的图谱可能会 ［５】ＺＨＡＮＧ Ｓ，ＸＩＥ Ｃ，ＢＡＩ Ｚ，ｅｔ ａ１．Ｓｐｏｉｌｉｎｇ ａｎｄ ｆｏｒｍａｌｄｅ— 互相干扰，影响对分析结果的判断。同时利用半导体传 感器阵列对５种酱品的灵敏度响应信息对ＬＶＱ神经网 络进行训练。电子鼻系统对５种酱品响应电阻的ＬＶＱ 神经网络训练结果如图８所示。 ＬｖＱ神经网络 ｈｙｄｅ—ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓ ｉｎ ｏｃｔｏｐｕｓ ｗｉｔｈ ａｎ Ｅ－ｎｏｓｅ［Ｊ］． Ｆｏｏｄ Ｃｈｅｍｉｓｔ￣，２００９（１１３）：１３４６—１３５０． ［６］袁桂玲，袁军强．基于ＩＣＡ算法的智能电子鼻在混合气 体特征提取中的应用［Ｊ］．计算机测量与控制，２０１１，１９ （４）：９８４—９８６． 【７】ＣＡＲＭＥＬ Ｌ，ＬＥＶＹ Ｓ，ＬＡＮＣＥＴ Ｄ，ｅｔ ａ１．Ａ ｆｅａｔｕｒｅ ｅｘｔｒ ａｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｓｅｎｓｏｒｓ ｉｎ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｎｏｓｅｓ［Ｊ］． Ｓｅｎｓｏｒｓ ａｎｄ Ａｃｔｕａｔｏｒｓ Ｂ，２００３（９３）：６７—７６． ［８］栾淑禾，闰卫平，全宝富，陈丽华．用于电子鼻研究的多 传感器实时动态测试系统设计【Ｊ］．测控技术，２００５，２４ （２）：１—４． ［９］刘树海，郑传涛，徐琳，等．基于恒电流源的电阻式气敏 传感器检测系统［Ｊ］．吉林大学学报：信息科学版，２０１２， ３０（４１：３７６—３８０． ｆ收稿日期：２０１３—０５—２８） 作者简介： 图８ ＬＶＱ神经网络对未知样品灵敏度响应数据分析结果 文政颖，女，１９７９年生，硕士，讲师，主要研究方向：计 算机应用与图像处理。 由图８可知，电子鼻对５种样品的混淆度为０，可以 准确地对５种酱品进行检测评价。 米捷，女，１９８１年生，硕士，讲师，主要研究方向：计算 机应用与智能识别。 基于ＰＣＡ和ＬＶＱ？昆合神经网络算法的电子鼻系统 （上接第７５页） 【４］谭立志，吴桂清，宋爱国，等．基于Ｍ－Ｂｕｓ的数据集中 器的设计［Ｊ］．低压电器，２０１２（１４）：４３－４６． ［５］深圳市有方科技有限公司．Ｍ５９０Ｅ资料手册［Ｚ】．２００８． （收稿日期：２０１３—０６—０４） 好，可靠性高，收到了良好的效果。 参考文献 ［１］张恺，李祥珍，张晶．自动抄表系统应用模式的探讨［Ｊ］ 电网技术，２００８，２５ｆ５）：４２—３３． ［２】ＰＩＣ１６Ｆ系列参考手册．ＭＩＣＲＯＣＨＩＰ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｃ［Ｚ］． ２００８． 作者简介： 罗永刚，男，１９７９年生，讲师，主要研究方向：计算机智 能控制。 【３］杨景民，宋延民，裴君，等．基于Ｍ—ＢＵＳ接口电路的研 究【Ｊ］．天津职业技术师范大学学报，２０１１，３（２１）：２４－２７． 邹志远，男，１９７９年生，工程师，主要研究方向：智能仪表。 ７９ 《电子技术应用》２０１３年第３９卷第１０期
