电子鼻是一种由具有部分选择性的化学传感器阵列和适当的模式识别系统组成、能够识别简单或复杂气味的仪器。作为一种新型气体检测技术,它将传感器技术、电子技术、信号处理和计算机技术融合在一起,能对混合气体中各气体成分进行定性或定量分析,在食品加工和检验、医学诊断、毒气检测和质量管理领域有着广阔的应用前景。本文主要从电子鼻系统的硬件以及软件结构两方面进行探索性研究。在对电子鼻系统中气体传感器阵列特性和原理、以及电子鼻模式识别技术深入研究基础上,与中国电子科技集团第49所合作,并搭建了试验系统,对含有甲烷(CH4)和氢气(H2)两种混合气体中单一气体成分和混合气体成分分别进行定性识别和定量检测。电子鼻硬件平台是基于DSP新型处理器TMS320F28335的典型应用系统,充分使用了片内功能模块,如模数转换ADC单元、串行通信SCI单元、丰富GPIO资源等等,并且外扩了基于JM12864M的液晶模块、达拉斯DS1302的实时时钟模块,以及声光报警功能;同时,考虑到环境温度和湿度对气敏传感器输出特性的影响,实验系统选用4个满足要求的气敏传感器和一个温湿度测量模块组成传感器阵列的测试电路。电子鼻的软件平台由离线训练的模式识别算法程序和基于DSP在线的气体检测程序两部分组成。其中,前者主要用Matlab软件语言编写,用于模式识别算法的离线实验仿真分析,后者用C语言编写,包括已经训练好的效果良好的模式识别算法,主要用于在线气体的种类识别和定量检测。从定性识别和定量检测两方面,分别对离线的模式识别算法进行实验仿真分析。遵循模式识别算法的选择原则,使用主成分分析、RBF神经网络以及BP网络对气体定性识别,以及主成分回归、BP神经网络以及双BP神经网络对气体定量检测,先定性识别后定量检测,根据气体的定性识别的准确率以及气体定量检测的误差,选择出效果优良的电子鼻模式识别算法,烧写进DSP进行气体检测,试验验证效果良好。