本文设计了一款能检测、识别两种挥发性有机化合物(VOC)气体(乙醇、丙酮)的多气体检测仪器。根据仪器的设计要求,本文选择了三种金属氧化物(MOS)气体传感器,由于MOS传感器的阻值变化范围较大,研究并设计了一种测量档位自动切换的大范围检测的接口电路,可通过调节电路档位实现与多种MOS传感器连接,微处理器采用ATmega16实现系统的控制以及数据处理与传输,传感器信号采集电路中使用24位模数转换芯片AD7714,使用该芯片有利于提高数据采集精度。此外,系统还包括液晶显示模块、声光报警电路、电源电路、串口通信等。本文仪器的电路设计采用Cadence16.6进行原理图和PCB的绘制。系统软件设计是基于AVR Studio4.19开发软件利用C语言进行编写,主要包括数据采集与处理模块、液晶显示、声光报警、均值滤波等程序。通过系统软硬件调试,提高系统的抗干扰能力和稳定性。为了实现对VOC气体的种类识别,自行设计了系统对乙醇、丙酮两种浓度气体响应实验,采集了单一气体以及混合气体情况下的响应数据集,本文将模式识别算法主成分分析(PCA)和K最近邻(KNN)运用于系统采集的气体响应数据集。PCA主要通过线性变换进行特征提取,将数据中可能存在相关性变量去耦合,使其不再相关。利用KNN样本分类器将测试样本进行特征识别,通过测试样本距离最近的K个点识别测试样本的种类,实现气体种类识别。本文设计的气体传感仪器具有实时数据显示、数据采集精度高、测量档位自动切换、响应快速等特点,但是目前还有不足,可以进一步完善。