車載酒精檢測系統(tǒng)畢業(yè)論文設(shè)計(jì)說明書-文庫吧
2025-06-12 16:24 本頁面
【正文】 Sensor Data Fusion)應(yīng)運(yùn)而生。隨著通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，且密切相關(guān)，加上軍事應(yīng)用的特殊迫切需要，數(shù)據(jù)融合技術(shù)得到了飛速的發(fā)展。并且依靠其高速、低成本及高可靠性等優(yōu)點(diǎn)，在不少領(lǐng)域中都展現(xiàn)了其及其廣闊的應(yīng)用前景。在中國，數(shù)據(jù)融合技術(shù)被列入“八五計(jì)劃”中的關(guān)鍵技術(shù)，并批準(zhǔn)一些重點(diǎn)研究項(xiàng)目，盡量給予更多的財(cái)政支持。盡管我們起步較晚，但可以借鑒國外的經(jīng)驗(yàn)和己有成果，力爭在模糊控制、融合算法等基礎(chǔ)理論上有所突破。在軍事應(yīng)用領(lǐng)域中，我國己陸續(xù)開發(fā)了一批自動(dòng)化指揮系統(tǒng)，但大體上都是針對(duì)單一傳感器信息進(jìn)行信息處理，因此對(duì)于多種類多平臺(tái)傳感器的數(shù)據(jù)融合技術(shù)的研究己經(jīng)勢在必行。充分利用多源信息資源和傳感器信息數(shù)據(jù)，通過對(duì)多源信息或各種傳感器及人工觀測信息的合理分配與使用，將各種信息數(shù)據(jù)在時(shí)間上和空間的冗余信息與互補(bǔ)，根據(jù)某種優(yōu)化準(zhǔn)則或融合算法組合來，產(chǎn)生對(duì)觀測對(duì)象的一致性描述和解釋，并推出更為合理的處理方案。數(shù)據(jù)融合控制中心對(duì)來自多個(gè)傳感器的處理信息進(jìn)行融合，或?qū)碜远鄠€(gè)傳感器信息和人機(jī)界面的觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行信息融合，并提取特征信息，在推理機(jī)作用下，將特征信息與知識(shí)庫中的知識(shí)匹配，做出綜合的決策估計(jì)提供給用戶。按照信息抽象的層次來分，數(shù)據(jù)融合的級(jí)別可分為數(shù)據(jù)層融合、特征層融合和決策層融合。對(duì)于數(shù)據(jù)層融合，是指直接對(duì)傳感器的觀測信息進(jìn)行融合處理，再交由特征處理和判斷決策。特征層融合，屬于中間級(jí)的融合，它首先對(duì)來自傳感器的原始信息或?qū)碜远鄠€(gè)傳感器信息和人機(jī)界面的觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行特征處理，然后再對(duì)特征信息進(jìn)行綜合分析和處理，做出決策判斷。決策層融合是對(duì)不同類型的傳感器觀測同一個(gè)目標(biāo)而獲得的信息進(jìn)行本地基本處理，建立對(duì)所觀測目標(biāo)的初步結(jié)論，然后再通過關(guān)聯(lián)處理進(jìn)行決策層的融合判斷，從而獲得理想決策估計(jì)。數(shù)據(jù)融合技術(shù)是一種從多個(gè)信息源的數(shù)據(jù)進(jìn)行集成和處理技術(shù)，是許多傳統(tǒng)學(xué)科和新技術(shù)的集成與應(yīng)用，如模式識(shí)別、智能控制、決策論、通信、信號(hào)處理、最優(yōu)化技術(shù)、估計(jì)理論、不確定性理論、計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)據(jù)挖掘等。在實(shí)際應(yīng)用中，不同的學(xué)者提出了許多方法，使得數(shù)據(jù)融合技術(shù)在不同方向上得到了應(yīng)用。常用的數(shù)據(jù)融合技術(shù)有一下幾種，如圖21所示，其中主要分了經(jīng)典數(shù)據(jù)融合技術(shù)和現(xiàn)代融合技術(shù)兩大類。圖21 數(shù)據(jù)融合相關(guān)技術(shù)本文主要應(yīng)用了數(shù)據(jù)融合技術(shù)的模糊控制理論方法，屬于智能控制的應(yīng)用范疇。下面主要描述一下模糊控制理論方法的相關(guān)知識(shí)。模糊邏輯控制(Fuzzy Logic Control )，簡稱為模糊控制(Fuzzy Control )，基于模糊集理論，模糊語言變量，基于對(duì)人的判斷邏輯仿真的思想方法的模糊邏輯推理理論，在計(jì)算機(jī)的邏輯推理和決策過程的模擬，進(jìn)而達(dá)到人工智能控制的目的。一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的模糊邏輯控制系統(tǒng)的架構(gòu)主要包含五個(gè)主要部分，即:變量定義、模糊化、知識(shí)庫、模糊推理及解模糊化。1)變量定義:根據(jù)系統(tǒng)的要求，決定選擇被觀察到，考慮到控制作用為模糊變量的模糊邏輯控制系統(tǒng)的程序。2)模糊化:根據(jù)模糊集理論，以適當(dāng)?shù)谋壤龑⑤斎胱兞恐缔D(zhuǎn)換到模糊語言變量的語言值，這里的轉(zhuǎn)換主要是基于模糊集合的隸屬度函數(shù)。3)知識(shí)庫:知識(shí)庫由兩部分組成:規(guī)則庫和數(shù)據(jù)庫，其中規(guī)則庫則由一系列語言控制規(guī)則來描述控制目標(biāo)和策略、數(shù)據(jù)庫提供相關(guān)定義來處理模糊數(shù)據(jù)。模糊控制規(guī)則庫的來源主要有4條途徑，分別是基于專家的經(jīng)驗(yàn)和控制工程知識(shí)、基于過程的模糊模型、基于操作人員的實(shí)際控制過程與基于模糊控制的自學(xué)習(xí)。4)模糊推理:模仿人類在做出決策判斷時(shí)的模糊概念，運(yùn)用模糊邏輯和模糊推理論法進(jìn)行推論，得到模糊控制的訊號(hào)。最基本的模糊推理形式為:前提1 IF A THEN B前提2 IF結(jié)論 THEN其中，A、為模糊集合論域上的模糊子集，B、為另一論域上的模糊子集。模糊邏輯推理的推理方法一直處于發(fā)展之中，其中比較經(jīng)典的推理方法有:TakagiSugeno型模糊推理算法、Larsen模糊推理運(yùn)算算法、Mamdani型模糊推理算法等。5)解模糊化(反模糊化)將模糊推論所獲得的模糊值根據(jù)一定的去模糊化方法轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)中明確的控制訊號(hào)做出整個(gè)模糊控制系統(tǒng)的控制操作。所謂去模糊化或作模糊判決是指將輸出的語言模糊量根據(jù)一定的方法變換為精確的數(shù)值。去模糊化常用的方法有:重心法，加權(quán)平均法，最大程度的隸屬函數(shù)，隸屬度限幅元件平均法和中值法等。一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的模糊控制器的基本結(jié)構(gòu)如圖22所示。 圖22模糊控制的基本結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)融合技術(shù)相對(duì)于單一的數(shù)據(jù)處理技術(shù)而言，主要的特點(diǎn)包括如下方面:。在某些傳感器或若干數(shù)據(jù)源不能利用或收到干擾時(shí)，總會(huì)有一定數(shù)目的數(shù)據(jù)源可以提供可靠信息，使整個(gè)系統(tǒng)不受干擾，進(jìn)而連續(xù)運(yùn)行、弱化故障，增加檢測概率。對(duì)多個(gè)數(shù)據(jù)源提供的信息進(jìn)行融合處理，使整個(gè)系統(tǒng)的決策判斷更加準(zhǔn)確，減少單個(gè)數(shù)據(jù)源提供信息不可靠的影響。多數(shù)據(jù)源信息較單數(shù)據(jù)源信息具有更高的分辨力，使整個(gè)系統(tǒng)對(duì)觀測量的敏感能力增強(qiáng)，進(jìn)而使系統(tǒng)對(duì)觀測量的細(xì)微變化做出更加精確的決策判斷。 GPRS技術(shù)簡介GPRS是通用無線分組業(yè)務(wù)(General Packet Radio Service)的英文簡稱，是第二代移動(dòng)通信GSM向第三代移動(dòng)通信3G過渡的技術(shù)，是一種遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸通信技術(shù)。相對(duì)GSM來說，其優(yōu)勢在于在GSM的基礎(chǔ)上建立了GPRS系統(tǒng)，即增加了GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)，以及點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)服務(wù)中心等。另外，高于 ，并且實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)分組傳輸，對(duì)于數(shù)據(jù)應(yīng)用來說，傳統(tǒng)的電路交換浪費(fèi)資源，因此分組交換在數(shù)據(jù)應(yīng)用方面效率要高得多，從而節(jié)省了帶寬，減少了傳輸費(fèi)用。GPRS網(wǎng)絡(luò)的主要特點(diǎn)如下:。，接入速度快。在數(shù)據(jù)收發(fā)的過程中，移動(dòng)終端能夠立刻向網(wǎng)絡(luò)申請(qǐng)網(wǎng)絡(luò)資源，不需要重新?lián)芴?hào)，接入時(shí)間小于lS。 （Quality Of Service )。GPRS網(wǎng)絡(luò)支持低、中、高優(yōu)先權(quán)以及資源預(yù)留四種服務(wù)質(zhì)量，進(jìn)而提供了更多選擇的機(jī)會(huì)。，改變了以往按時(shí)間收費(fèi)的不足。，實(shí)現(xiàn)了與InternetIntranet的兼容，增大了覆蓋范圍。由于本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量不大，但需要比較快的響應(yīng)速度，需要將信息及時(shí)的發(fā)送到控制中心，所以本系統(tǒng)選擇GPRS網(wǎng)絡(luò)將酒駕數(shù)據(jù)上傳至交警部門的控制中心。通過GPRS網(wǎng)絡(luò)將各個(gè)設(shè)備終端共同連接到控制中心，可以實(shí)現(xiàn)任意地點(diǎn)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸，控制中心可以實(shí)時(shí)獲取到系統(tǒng)的相關(guān)信息，相對(duì)于GSM系統(tǒng)，具有響應(yīng)快，成本低的特點(diǎn)，本系統(tǒng)采用的GPRS模塊為SIM900A。本部分的基本實(shí)現(xiàn)過程如下:控制中心系統(tǒng)建立一個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，監(jiān)聽來自監(jiān)測系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)連接，當(dāng)監(jiān)測系統(tǒng)需要將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)傳遞到控制中心時(shí)，會(huì)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)建立一個(gè)TCP或者UDP連接，當(dāng)連接成功建立后就可以將數(shù)據(jù)可靠的傳輸?shù)娇刂浦行?，在控制中心進(jìn)行分析，通過解析數(shù)據(jù)做出回應(yīng)。通信結(jié)束后，系統(tǒng)
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