随着计算机软硬件技术的飞速发展,信息的后端处理得到了很大提高,但是信息的采集获取技术却相对落后,制约着传感器技术的发展。因此,本文从信息采集获取方法入手,并依托较为成熟的后端信息处理技术,对新型的气体传感器的实现进行了研究。制作的传感器前端为敏感材料制作的气敏阵列,它将传统的气体嗅觉信息转变为视觉上的颜色信息,后端用嵌入式系统对前端阵列图像进行采集和处理,然后通过Hough变换和颜色识别算法完成图像的识别以判别气体。该传感器具有响应快,检测准确,操作简单,便于携带等优点,目前可识别的易挥发有机气体可达14种。将多种不同的气敏材料固定到一个基片上,组成气敏阵列,该阵列可对不同的气体产生不同的颜色响应阵列从而达到辨别气体的效果,其发明者称该技术为“可视嗅觉”,此方法很类似于我们从石蕊试纸是否由蓝色变到红色,就可判断出溶液是否呈酸性一样,只是它有多种敏感材料,组成了气敏阵列,从而检测范围和精度更好了。基于“可视嗅觉”技术原理,利用气敏阵列,本文设计了基于有机气敏变色材料的传感器系统,并对后端的图像识别进行了重点研究和分析,主要研究内容和设计过程如下:1.以新的思路研究了易挥发有机气体的检测原理,它包括气敏阵列的颜色响应原理和相应的图像检测原理,同时以此原理为基础,设计了系统的各个部分。2.制作了气敏阵列并建立了气体特征向量数据库。分析了一些对易挥发有机气体敏感的材料和用这些材料制作气敏阵列的方法,然后用这些气敏阵列对多种易挥发有机气体做了实验测试,获得了气体特征向量数据库,最后用MATLAB编程计算了气体特征向量间的距离,选出了可有效检测的气体,并用主成分分析法分析了气敏阵列图像识别气体的特点。3.根据系统需要实现了图像的采集和保存,即在嵌入式系统上利用摄像头采集图像,并将图像以bmp格式保存到系统内存。4.完成了图像识别算法的设计。主要任务是针对所要识别的图像即颜色阵列,利用所得到的数据库,设计出简单高效的图像识别算法,快速准确的得到图像所代表的气体。这里利用图像分割中的边缘检测算法和Hough变换算法提取图像有效信息,然后设计了基于距离函数的模式分类方法,最后完成了气体的识别。5.完成了图像识别系统的设计和实现。这里根据检测和识别气体各步骤需要,设计了系统框架,前端的检测装置由气敏阵列和摄像头组成,后端由ok2440开发板完成信息的处理。然后,将设计好的算法用C语言编程实现,并将其移植到开发板上,完成了基于气致变色传感器的图像识别系统的设计和实现。