【技术实现步骤摘要】
本申请涉及气体检测领域，特别是涉及一种基于多任务模型的电子鼻以及气体检测方法。
技术介绍
1、随着仿生工具的快速发展，人类的感官能力得到了极大的拓展，而电子鼻(e-nose)就是这些工具中最重要的一种。电子鼻模仿了人类嗅觉系统，克服了人类嗅觉的许多缺陷，如无法探测有毒气体和无色气体。相关技术中，许多电子鼻中的气体检测模型只在公开数据集上进行训练，而公共数据集往往只包含气体类型的信息，因此无法预测气体浓度，同时，电子鼻中的传感器通常与分析系统焊接在一起，当单个传感器损坏后往往会导致整个电子鼻失灵，这样大大降低了电子鼻的通用性。
技术实现思路
1、本申请的目的是提供一种基于多任务模型的电子鼻以及气体检测方法，电子鼻上的气体传感器可更换，同时可以检测气体种类和浓度，提高了电子鼻的通用性。
2、为实现上述目的，本申请提供了如下方案：
3、第一方面，本申请提供了一种基于多任务模型的电子鼻，包括：
4、气体检测模块，用于检测待检测气体的气敏响应值；
5、微控制器模块，与所述气体检测模块连接，用于根据所述待检测气体的气敏响应值确定待检测气体的种类和浓度；
6、其中，所述气体检测模块为气体传感阵列；所述气体传感阵列包括多个可拆卸的气体传感器，所述气体传感器用于检测待检测气体的气敏响应值；
7、所述微控制器模块中设置有多任务模型，所述多任务模型用于根据所述待检测气体的气敏响应值确定待检测气体的种类和浓度；所述多任务模型由训练样本
8、进一步地，所述反向传播神经网络模型包括共享卷积层和任务分支层。
9、进一步地，所述气体传感器采用微机电系统气体传感器。
10、进一步地，所述微控制器模块，包括：
11、加热器，用于给所述气体传感器加热，使所述气体传感器中敏感材料与待检测气体发生反应，吸附或者脱附待检测气体；
12、电压模块，与所述加热器连接，用于给所述加热器提供直流电压；
13、缓存模块，与所述气体传感器连接，用于存储所述待检测气体的气敏响应值；
14、控制器，分别与所述缓存模块和所述电压模块连接，用于向所述电压模块发出控制指令，使所述电压模块根据所述控制指令生成所述直流电压，并将获取到的所述待检测气体的气敏响应值存储至缓存模块，还用于通过设置的多任务模型确定待检测气体的种类和浓度。
15、进一步地，所述基于多任务模型的电子鼻，还包括：
16、无线传输模块，与所述控制器连接，用于将所述待检测气体的种类和浓度发送至上位机。
17、进一步地，所述无线传输模块采用lora无线传输技术。
18、进一步地，所述气体检测模块和所述微控制器模块集成在电路板上。
19、进一步地，所述多任务模型的电子鼻还包括外壳，所述电路板设置于外壳内部。
20、第二方面，本申请提供了一种气体检测方法，应用于上述所述的基于多任务模型的电子鼻，包括：
21、获取待检测气体的气敏响应值；
22、将所述待检测气体的气敏响应值输入至多任务模型进行检测，得到待检测气体的种类和浓度；其中，所述多任务模型由训练样本对反向传播神经网络模型进行训练得到，所述训练样本包括多种气体的气敏响应值样本数据以及对应的标签，所述标签为气体的种类和浓度。
23、进一步地，所述多任务模型为训练后的反向传播神经网络模型，所述反向传播神经网络模型包括共享卷积层和任务分支层；
24、将所述待检测气体的气敏响应值输入至多任务模型进行检测，得到待检测气体的种类和浓度，具体包括：
25、将所述待检测气体的气敏响应值输入至所述共享卷积层进行特征提取，得到目标特征；
26、将所述目标特征输入至所述任务分支层进行检测，得到待检测气体的种类和浓度。
27、根据本申请提供的具体实施例，本申请公开了以下技术效果：
28、本申请提供了一种基于多任务模型的电子鼻以及气体检测方法，电子鼻气体检测模块包括多个可拆卸的气体传感器，当气体传感器损坏时可进行更换，提高了电子鼻的通用性，同时，微控制器模块中设置的多任务模型可以根据待检测气体的气敏响应值同时确定待检测气体的种类和浓度，弥补了电子鼻不能预测气体浓度的缺陷。
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1.一种基于多任务模型的电子鼻，其特征在于，所述基于多任务模型的电子鼻包括：
2.根据权利要求1所述的基于多任务模型的电子鼻，其特征在于，所述反向传播神经网络模型包括共享卷积层和任务分支层。
3.根据权利要求2所述的基于多任务模型的电子鼻，其特征在于，所述气体传感器采用微机电系统气体传感器。
4.根据权利要求2所述的基于多任务模型的电子鼻，其特征在于，所述微控制器模块，包括：
5.根据权利要求4所述的基于多任务模型的电子鼻，其特征在于，所述基于多任务模型的电子鼻，还包括：
6.根据权利要求5所述的基于多任务模型的电子鼻，其特征在于，所述无线传输模块采用LoRa无线传输技术。
7.根据权利要求1所述的基于多任务模型的电子鼻，其特征在于，所述气体检测模块和所述微控制器模块集成在电路板上。
8.根据权利要求7所述的基于多任务模型的电子鼻，其特征在于，所述多任务模型的电子鼻还包括外壳，所述电路板设置于外壳内部。
9.一种气体检测方法，应用于权利要求1-8任一项所述的基于多任务模型的电子鼻，所述
10.根据权利要求9所述的气体检测方法，其特征在于，所述多任务模型为训练后的反向传播神经网络模型，所述反向传播神经网络模型包括共享卷积层和任务分支层；
...【技术特征摘要】
1.一种基于多任务模型的电子鼻，其特征在于，所述基于多任务模型的电子鼻包括：
2.根据权利要求1所述的基于多任务模型的电子鼻，其特征在于，所述反向传播神经网络模型包括共享卷积层和任务分支层。
3.根据权利要求2所述的基于多任务模型的电子鼻，其特征在于，所述气体传感器采用微机电系统气体传感器。
4.根据权利要求2所述的基于多任务模型的电子鼻，其特征在于，所述微控制器模块，包括：
5.根据权利要求4所述的基于多任务模型的电子鼻，其特征在于，所述基于多任务模型的电子鼻，还包括：
6.根据权利要求5所述的基于多任务模型的电子鼻，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：轩福贞，王涛，倪望泽，张博威，吴羽，杨志，陈乐晨，朱佳清，刘泽昆，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：
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