วันอาทิตย์ที่ 18 กรกฎาคม พ.ศ. 2553

A Microcontroller Based on Multi Sensors Data Fusion and Artificial Intelligent Technique for Gas Identification

Introduction

ในกระบวนการวิเคราะห์และควบคุม Gas นั้นสามารถทำได้โดยอาศัยออกไซด์ของโลหะในตัว sensor ที่ซึ่งใช้สำหรับลดความเสี่ยงในการทดลอง มันมีโอกาสสำเร็จที่ดีกว่าถ้าเราทำการรวบรวมผลที่มาจาก sensor ที่มีความแตกต่างกัน เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและความแม่นยำมากกว่าที่จะใช้ sensor เพียง 1 ตัวในการทำงาน ซึ่งผลที่ออกมานั้นจะอยู่ในลักษณะของ nonlinear ทำให้การคัดกรองประสิทธิภาพต่ำ และเกิดปัญหาอื่น ๆ ตามมาของการใช้ sensor เพียงตัวเดียว สำหรับการอาศัย sensor หลายๆ ตัวรวบรวมข้อมูลนั้นก็เพื่อใช้ในการอนุมานข้อมูลที่ซึ่งไม่สามารถทำได้ในการทำงานโดย sensor เพียงตัวเดียว
ในกระบวนการนำความร้อนที่เป็นแนวทางในการวิเคราะห์อย่างหนึ่งที่จะบอกความจริงของ Gas ที่จะมีความแตกต่างกันในเรื่องของการนำความร้อน โดยวิธีการพื้นฐานนี้ถูกใช้สำหรับการวิเคราะห์ Gas ที่เกี่ยวข้องกับการแผ่รังสีความร้อนในการนำความร้อนของ Gas (แสดงได้จากรูปที่ 1 ในเอกสาร) โดยในอุปกรณ์นั้นจะประกอบไปด้วย 2 chamber ในแต่ละอันนั้นจะมีเส้นใยที่ใช้ตรวจจับความร้อน
ใน chamber อันที่ 1 นั้นจะใช้สำหรับ Gas ตัวอย่างไหลผ่าน ขณะที่ส่วนอื่นจะบรรจุ Gas อ้างอิง เช่น อากาศ ด้วยวงจรบริจ จะถูกกำหนดค่าโดยอาศัย Gas ที่เหมือนกันที่อยู่รอบ ๆ ตัวต้านทานสองตัว ซึ่งได้แก่ ref. filament (R3) และ measuring filament (R4) ในตัวต้านทาน R2 จะสามารถเปลี่ยนแปลงได้เพื่อรักษาสมดุลของวงจรบริจ ทั้งนี้เมื่อ Gas ในถังวัดนั้นถูกแทนที่โดย gas ที่ใช้ในการทดลอง ภายใต้แรงดัน และอุณหภูมิเดียวกัน ถ้ากรณีที่ Gas ที่ใช้ในการทดลองกับ Gas อ้างอิงนั้นมีความแตกต่างในการนำความร้อน R4 จะมีอุณหภูมิที่ต่ำกว่า ในอัตราการเย็นตัวที่แตกต่างกัน ผลจะขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิจากการวัดค่าใน R4 และการเปลี่ยนแปลงค่าความต้านทานในตัวมันเอง ซึ่งการเปลี่ยนแปลงใน R4 จะส่งผลกระทบให้วงจรบริจนั้นไม่สมดุล โดยเงื่อนไขดังกล่าวของการเปลี่ยนแปลงนั้นจะส่งผลให้มิเตอร์แสดงถึงการเปลี่ยนแปลงในองค์ประกอบของ Gas
โดยกระบวนต่าง ๆ นั้นจะขึ้นอยู่กับการวัดและการตรวจสอบที่ได้จากการทำการทดลองที่นำ sensor ที่มีในท้องตลาดมาประกอบ ในส่วนของ output ของ sensor นั้นจะถูกควบคุมโดย microcontroller และด้วยกระบวนการอันฉลาดโดยอาศัยวงจร fuzzy ที่นำมาใช้งาน ทั้งนี้เนื่องจากมันจะให้ผลลัพธ์ที่ดีกว่า และทำให้แยกแยะเอกลักษณ์ของ Gas ได้ดียิ่งขึ้น ในระบบวงจร fuzzy ที่เป็นส่วนที่มีการใช้เหตุผลเช่นเดียวกับมนุษย์เพื่อใช้ในการตัดสินใจ และควบคุมส่วนของระบบที่มีความยืดยุ่นค่อนข้างมากได้ดี ในวงจร fuzzy นั้นประกอบด้วย fuzzy set ที่มีกระบวนวิธีที่ไม่ได้อาศัยหลักการทางสถิติ แต่อาศัยหลักเหตุผล และรวมถึงสิ่งต่าง ๆ ที่จะใช้ในการอนุมาน ซึ่งเป็นส่วนที่จะเชื่อมโยงระหว่าง input ไปยัง output ของระบบ ในข้อมูลที่มีลักษณะเป็น IF-Then โดยในขั้นตอนการสร้างระบบ fuzzy นั้นจะเป็นในลักษณะชนิดของ Mamdani โดยองค์ประกอบหลักเพื่อจำแนกแยกแยะความแตกต่างของ Gas และตรวจจับ Gas ที่สนใจแต่ละชนิดได้ ซึ่งอาศัยตัวแปรที่ input ในตัวควบคุม fuzzy ชนิด Mamdani นั้นประกอบด้วย 5 ขั้นตอน ดังนี้
ขั้นที่ 1 การแสดงให้เห็นถึงค่า input และขอบเขต ซึ่งประกอบด้วย 3 input คือ อุณหภูมิ, ค่า output ของ volt และค่าความต้านทานที่ขึ้นอยู่กับแต่ละ sensor ซึ่งค่าต่าง ๆ นั้น จะถูกแบ่งเป็น 5 ช่วง ดังนี้
  • Temp (ํC)
Low 20<30
Moderate 25<35
Medium 30<40
High 35<45
V.high 40<50
  • Output volt (v)
V.Low 0.5<1.5
Low 1<2
Medium 1.5<2.5
High 2<3
V.High 2.5<3.5
  • ค่าความต้านทาน
V.Low 1<3
Low 2<4
Medium 3<5
High 4<6
V.High 5<7

ขั้นที่ 2 แสดงให้เห็นถึงช่วงและค่าของ output ที่จะใช้ในการแยกแยะ Gas
  • The concentration of gas in (ppm)
V.Low 100<400
Low 250<550
Medium 400<700
High 550<850
V.High 700<1000

ขั้นที่ 3 การกำหนดค่าใน fuzzy membership fn สำหรับแต่ละ input และ output โดยค่าที่ใช้งานจะเป็น Low และ High ที่จะระบุให้ค่ากับ membership fn โดยค่านั้นจะครอบคลุมช่วงที่เป็นไปได้ทั้งหมด ซึ่งจะขึ้นอยู่กับ min-max ของ input/output ที่แสดง

ขั้นที่ 4 โครงสร้างในเงื่อนไขพื้นฐานที่จะใช้ในการควบคุมและจัดการ จะถูกสร้างในลักษณะของ matrix input และ output ที่แต่ละแถวจะเป็นค่า input ที่ต่างกัน ซึ่งจะหมายถึงค่า output หนึ่งเดียว ในเงื่อนไขจะดำเนินการใช้ทุกส่วนในการพิจารณาร่วมกัน ซึ่งการกำหนดเงื่อนไขนั้นจะอยู่ในลักษณะของ AND ด้วยค่า input เพื่อที่จะใช้ในการหา output

ขั้นที่ 5 ในการควบคุมปฏิกิริยาจะถูกรวมเข้าเป็นส่วนหนึ่งของการ interface โดยเงื่อนไขพื้นฐานนั้นจะเป็นวิธีเพื่อหาค่ากลางที่จะได้มาซึ่งค่า output ซึ่งขั้นตอนนี้จะถูกดำเนินการซ้ำ จนกระทั่งระบบได้ถูกปรับทั้งหมด ด้วยระบบ fuzzy ที่จะใช้ในการแยกแยะ และระบุรูปแบบของข้อมูลที่มีความแตกต่างกันของ Gas

ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น