随着传感器技术、电子技术、计算机技术和模式识别技术的发展,电子鼻的应用领域越来越广泛,受到更普遍的关注。电子鼻的应用领域已经渗透到包括质量控制、环境保护、国家安全、消防、汽车、航空航天、疾病诊断和工业过程控制等领域。研究实现低成本、高精度、高集成度、商品化的电子鼻系统可以弥补传统气体检测方法(如气相色谱法)操作复杂、体积大、便携性差、成本高、无法实时自动监测等缺点。论文在分析研究电子鼻系统的原理和特点的基础上,根据BP网络在电子鼻系统中的应用原理,提出了将BP网络模式识别用于电子鼻系统的总体技术方案。系统采用MSP430微处理器作为下位机控制器完成A/D转换、数据存储、RS232串口通信、LCD显示和人际交互,采用PC机作为上位机完成数据采集、模式识别功能。在总体方案的基础上设计了E2PROM、RS232、LCD显示、系统电源、键盘等硬件电路及其软件,能够在MSP430控制器的控制下各部分协同工作,并给出了硬件电路和软件流程。考虑到气体传感器的功耗较大,论文设计了输出电压恒定为5V、最大输出功率为15W的传感器阵列加热控制电路。根据传感器阵列的输出电压信号变化范围,设计了传感器阵列的信号测量、放大及A/D转换电路。根据BP网络应用特点,设计了电子鼻上位机软件和BP网络模式识别算法,并给出了系统的功能测试结果。研制的电子鼻系统进行了单一气体定性分析和定量计算实验,实验结果表明BP网络模式识别算法用于电子鼻系统是切实可行的,并取得预定效果。本文还对影响BP网络训练和网络性能的关键因素进行了研究。此外,本系统对于采用传感器阵列和BP网络模式识别算法的电子鼻系统具有一定的通用性。