【正文】 而獲得的信息進(jìn)行本地基本處理，建立對所觀測目標(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)。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。 數(shù) 據(jù) 融 合 技 術(shù)傳 統(tǒng) 融 合 技 術(shù) 現(xiàn) 代 融 合 技 術(shù)經(jīng)典推理法貝葉斯網(wǎng)絡(luò)卡爾曼濾波最小二乘法極大似然估計(jì)加權(quán)平衡法DS證據(jù)理論品質(zhì)因數(shù)法邏輯模板法熵理論聚類分析表決發(fā)模糊邏輯產(chǎn)生式規(guī)則神經(jīng)網(wǎng)路遺傳算法模糊積分理論粗糙集理論小波分析理論專家系統(tǒng)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。 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。 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。 3)知識庫 :知識庫由兩部分組成 :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)。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 7 頁 共 30 頁 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。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。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。 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。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)對觀測量的敏感能力增強(qiáng)，進(jìn)而使系統(tǒng)對觀測量的細(xì)微變化做出更加精確的決策判斷。相對 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)對點(diǎn)數(shù)據(jù)服務(wù)中心等。 GPRS 網(wǎng)絡(luò)的主要特點(diǎn)如下 : 。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)申請網(wǎng)絡(luò)資源，不需要重新?lián)芴?，接入時(shí)間小于 lS。 GPRS 網(wǎng)絡(luò)的最高數(shù)據(jù)率可達(dá) 。 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)。 IP 協(xié)議和 協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了與 Inter/Intra 的兼容，增大了覆蓋范圍。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。通信結(jié)束后，系統(tǒng)斷開連接，完成整個(gè)通信過程。車載酒精檢測系統(tǒng)不但能夠?qū)崿F(xiàn)自行檢測、實(shí)時(shí)上傳功能，還能為交警部門節(jié)省大量的人力物力。人為檢測即公安交管部門通過交警人員采用便攜式酒精測試儀強(qiáng)制性的來檢測司機(jī)是否酒后駕車，且只能針對部分車輛抽樣檢測，具有局限性。本系統(tǒng)中選擇數(shù)據(jù)融合技術(shù)和 GPRS 技術(shù)相結(jié)合的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理以及傳輸，解決了上述兩種酒精檢測存在的問題。結(jié)合 GPRS遠(yuǎn)程無線數(shù)據(jù)傳輸將酒駕車輛的相關(guān)信息發(fā)送至交警大隊(duì)的控制中心。 車載酒精檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 為了有效的防止酒駕的發(fā)生，本系統(tǒng)是基于以下設(shè)計(jì)原則研究開發(fā)的 : 系統(tǒng)采用 MQ3 和 ME3ACZH50H 來檢測車內(nèi)的酒精含量，無需人為檢測，具有實(shí)時(shí)性強(qiáng)，安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。 ，車輛設(shè)備應(yīng)用場合特殊，所以要保證設(shè)備有效工作能力盡可能強(qiáng)。 MQ3 和 ME3ACZH50H 的使用溫度均為 10~50，能夠穩(wěn)定運(yùn)行在車內(nèi)的空間中。主控制器安裝在汽車內(nèi)部，為了直觀，將主控制器框圖畫在汽車外部。其整體結(jié)構(gòu)如圖 31所示 。主要功能設(shè)計(jì)思想是通過車載部分的酒精傳感器采集車內(nèi)氣體中的酒精含量，送至調(diào)理電路中，并將調(diào)理后的信號送至主控制器 STM32 進(jìn)行數(shù)據(jù)融合處理，一旦酒精含量超過預(yù)設(shè)值，則將數(shù)據(jù)通過 GPRS 網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至交警部門的控制中心，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、實(shí)時(shí)監(jiān)測的目的。根據(jù)人們的需要正確地定位系統(tǒng)，科學(xué)地、理性地選擇功能是關(guān)鍵。同時(shí)考慮到 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 12 頁 共 30頁 我國仍是一個(gè)發(fā)展中國家并且貧富懸殊較大，因此本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)定位在低成本，主要有酒精含量檢測、液晶顯示、發(fā)送數(shù)據(jù)等功能，所選取的器件既要保證經(jīng)濟(jì)實(shí)用又要具備穩(wěn)定的工作性能。系統(tǒng)的各部分功能如下 : MQ3 和 ME3ACZH50H，用來采集汽車內(nèi)氣體 中的酒精含量。 ，得出最終酒精數(shù)值并與預(yù)設(shè)值做比較，若超出則汽車通過液晶屏周期性閃動(dòng)來警示司機(jī)己經(jīng)處于酒駕狀態(tài)，并將酒駕數(shù)據(jù)通過 GPRS 網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至交警部門的控制中心或者具體的手機(jī)號上。 圖 32車載部分總體框圖 在硬件設(shè)計(jì)的過程中，為了使硬件電路的設(shè)計(jì)更加合理，在別人成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上還重點(diǎn)考慮了一下幾方面的內(nèi)容 : ，盡可能地采用 一些標(biāo)準(zhǔn)化的經(jīng)典電路，電路中盡可能使用的功能強(qiáng)大的芯片，并且集成度要高。 ，因此在設(shè)計(jì)時(shí)盡可能地使用一些較新的技術(shù)。 STM32 增強(qiáng)型單片機(jī)使用高性能的 ARM CortexM3 32 位處理器， M3 的 M 指代的是 ARM 中的 M，與 ARM 相比，它同樣可以提供 MCU 這一平臺，成本低、功耗低、性能介與 ARM7與 ARMS 之間。 ，片內(nèi) FLASH 容量高達(dá) 512K 字節(jié)，用于存放程序和數(shù)據(jù)。因此，我們無需增加外部的數(shù)據(jù)存儲器，這樣可以節(jié)約系統(tǒng)成本，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。 STM32 的 I/O 有兩種管腳 :CMOS 和 TTL，所有管腳都兼容 CMOS 和 TTL 電平。3個(gè) SPI 接口，在從或主模式下，全、半雙工的通信速率可以達(dá)到 18 兆位 /秒，方便與時(shí)鐘芯片、存儲器等外圍器件通信。 電壓范圍為 至 ，接口耐壓值為 5V。 STM32F103 電路設(shè)計(jì) 要保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，必須要配置 STM32F 103ZET6 的最小系統(tǒng)。一般選用 8M 晶振提供實(shí)時(shí)時(shí)鐘。電源接通瞬間，由于電容 C25的充電作用，RST 上是低電平，單片機(jī)自動(dòng)復(fù)位。 3. JTAG/SWD 接口 JTAG (Joint Test Action Group)聯(lián)合測試行動(dòng)小組是一種國際標(biāo)準(zhǔn)測試協(xié)議（ IEEE 兼容 )，標(biāo)準(zhǔn)的 JTAG 接口包括 :TMS, TCK, TDI, TDO，分別為模式選擇、時(shí)鐘、數(shù)據(jù)輸入和數(shù)據(jù)輸出線。另外 STM32 還有 SWD 接口，SWD 只需要最少兩根線 (SWCLK 和 SWDIO)就可以下載并調(diào)試代碼了， SWD 模式比JTAG 在高速模式下面更加可靠。 表 33跳帽設(shè)置和啟動(dòng)模式 MQ3 模塊介紹 MQ3 使用的二氧化錫 (Sn02)作為氣敏材料，當(dāng)傳感器處在存在酒精蒸汽環(huán) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 15 頁 共 30頁 境中時(shí)，傳感器的電導(dǎo)率會(huì)隨著空氣中酒精氣體濃 度的增加而增大，使用簡單的電路即可將電導(dǎo)率的變化轉(zhuǎn)換為與該氣體濃度相對應(yīng)的信號。 (模擬量輸出與 TTL 輸出 )。 O5V，濃度高則電壓高。 。 工作原理如圖 34: 圖 34 MQ3的工作原理圖 ME3AC2HSOH 模塊介紹 ME3ACZH50H 利用待測氣體在電解池中工作電極點(diǎn)位上的電化學(xué)氧化過程，其濃度與待測氣體電化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的電流成正比，遵循法拉第定律，通過測定電流的大小就可以確定待測氣體的濃度。實(shí)物圖如圖 35所示。本系統(tǒng)用的是 寸以 ILI9320 為控制器的 TFT LCD。 TFT LCD 外圍電路如下圖 37 所示。 GPRS 模塊接口電路如圖 38所示。 圖 38 GPRS 模塊接口電路 系統(tǒng)需要供電的模塊有單片機(jī)系統(tǒng)、 GPRS 模塊、酒精傳感器模塊、 TFT LCD液晶顯示部分。汽車上供電電壓為 ++12V，因此，需要通過設(shè)計(jì)電源轉(zhuǎn)換電路將 ++12V 電壓轉(zhuǎn)換到 +5V， + 電壓。在輸出 +SV 電壓的基礎(chǔ)把 +5V電壓轉(zhuǎn)為 + 電源電路設(shè)計(jì)如圖 39 所示：