摘 要：為了實(shí)現(xiàn)手機(jī)功能的突破，本文以人的感知器官為標(biāo)準(zhǔn)，提出了在現(xiàn)有手機(jī)上加入氣味傳感器。通過闡明其原理與應(yīng)用，論證其可行性。使手機(jī)更人性化，智能化，更好地為人類服務(wù)。

關(guān)鍵詞：智能機(jī) 氣味傳感器 電子鼻

中圖分類號(hào)：TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）02（a）-0018-01

回顧近三年，智能機(jī)的發(fā)展可謂一躍千里。自從蘋果提出視網(wǎng)膜觸屏以來，智能機(jī)逐漸吞食功能機(jī)的市場(chǎng)份額。這樣的事情為什么能夠發(fā)生？有兩個(gè)方面：硬件與軟件的大幅提升。在這里，我們不討論關(guān)于軟件（系統(tǒng)）的作用，而討論硬件。

與功能機(jī)相比，智能機(jī)加入了觸摸屏、光傳感器、溫度傳感器、加速度傳感器、距離傳感器、聽筒、方向傳感器。這些傳感器觸摸屏對(duì)應(yīng)觸覺，光傳感器對(duì)應(yīng)視覺，聽筒對(duì)應(yīng)聽覺，以一個(gè)正常人為對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)，“它”還缺少點(diǎn)什么呢？是的，缺少一個(gè)“鼻子”，這樣它就可以辨別味道了！對(duì)此，我提出可以在智能機(jī)中加入氣味傳感器，俗稱電子鼻。

首先，我們了解一下什么是氣味傳感器。

電子鼻是利用氣體傳感器陣列的響應(yīng)圖案來識(shí)別氣味的電子系統(tǒng)，它可以在幾小時(shí)、幾天甚至數(shù)月的時(shí)間內(nèi)連續(xù)地、實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)特定位置的氣味狀況。

電子鼻主要由氣味取樣操作器、氣體傳感器陣列和信號(hào)處理系統(tǒng)三種功能器件組成。電子鼻識(shí)別氣味的主要機(jī)理是在陣列中的每個(gè)傳感器對(duì)被測(cè)氣體都有不同的靈敏度，例如，一號(hào)氣體可在某個(gè)傳感器上產(chǎn)生高響應(yīng)，而對(duì)其他傳感器則是低響應(yīng)，同樣，二號(hào)氣體產(chǎn)生高響應(yīng)的傳感器對(duì)一號(hào)氣體則不敏感，歸根結(jié)底，整個(gè)傳感器陣列對(duì)不同氣體的響應(yīng)圖案是不同的，正是這種區(qū)別，才使系統(tǒng)能根據(jù)傳感器的響應(yīng)圖案來識(shí)別氣味。

電子鼻的核心器件是氣體傳感器。氣體傳感器根據(jù)原理的不同，可以分為金屬氧化物型、電化學(xué)型、導(dǎo)電聚合物型、質(zhì)量型、光離子化型等很多類型。目前應(yīng)用最廣泛的是金屬氧化物型。

電子鼻的應(yīng)用場(chǎng)合包括環(huán)境監(jiān)測(cè)、產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)（如食品、煙草、發(fā)酵產(chǎn)品、香精香料等）、醫(yī)學(xué)診斷、爆炸物檢測(cè)等。

工作原理：

電子鼻主要由氣敏傳感器陣列、信號(hào)預(yù)處理和模式識(shí)別三部分組成。某種氣味呈現(xiàn)在一種活性材料的傳感器面前，傳感器將化學(xué)輸入轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，由多個(gè)傳感器對(duì)一種氣味的響應(yīng)便構(gòu)成了傳感器陣列對(duì)該氣味的響應(yīng)譜。顯然，氣味中的各種化學(xué)成分均會(huì)與敏感材料發(fā)生作用，所以這種響應(yīng)譜為該氣味的廣譜響應(yīng)譜。為實(shí)現(xiàn)對(duì)氣味的定性或定量分析，必須將傳感器的信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理（消除噪聲、特征提取、信號(hào)放大等）后采用合適的模式識(shí)別分析方法對(duì)其進(jìn)行處理。理論上，每種氣味都會(huì)有它的特征響應(yīng)譜，根據(jù)其特征響應(yīng)譜可區(qū)分小同的氣味。同時(shí)還可利用氣敏傳感器構(gòu)成陣列對(duì)多種氣體的交叉敏感性進(jìn)行測(cè)量，通過適當(dāng)?shù)姆治龇椒?，?shí)現(xiàn)混合氣體分析。

電子鼻正是利用各個(gè)氣敏器件對(duì)復(fù)雜成分氣體都有響應(yīng)卻又互不相同這一特點(diǎn)，借助數(shù)據(jù)處理方法對(duì)多種氣味進(jìn)行識(shí)別，從而對(duì)氣味質(zhì)量進(jìn)行分析與評(píng)定。

電子鼻識(shí)別的主要機(jī)理是在陣列中的每個(gè)傳感器對(duì)被測(cè)氣體都有不同的靈敏度，例如，一號(hào)氣體可在某個(gè)傳感器上產(chǎn)生高響應(yīng)，而對(duì)其他傳感器則是低響應(yīng)；同樣，二號(hào)氣體產(chǎn)生高響應(yīng)的傳感器對(duì)一號(hào)氣體則不敏感，歸根結(jié)底，整個(gè)傳感器陣列對(duì)不同氣體的響應(yīng)圖案是不同的，正是這種區(qū)別，才使系統(tǒng)能根據(jù)傳感器的響應(yīng)圖案來識(shí)別氣體。

電子鼻的工作可簡(jiǎn)單歸納為：傳感器陣列-信號(hào)預(yù)處理-神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和各種算法-計(jì)算機(jī)識(shí)別（氣體定性定量分析）。從功能上講，氣體傳感器陣列相當(dāng)于生物嗅覺系統(tǒng)中的大量嗅感受器細(xì)胞，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)識(shí)別相當(dāng)于生物的大腦，其余部分則相當(dāng)于嗅神經(jīng)信號(hào)傳遞系統(tǒng)。

那么，如果一個(gè)智能機(jī)擁有氣味傳感器，有什么作用呢？

巨大應(yīng)用：

當(dāng)智能機(jī)與氣味傳感器結(jié)合以后：

舉一個(gè)比較鮮明的例子：當(dāng)你放了一個(gè)屁，你隨身所帶的智能機(jī)檢測(cè)到后，立即回應(yīng)：“主人，你是不是大蒜吃多了？”

當(dāng)然這只是一個(gè)玩笑。它的原理是：智能機(jī)上的氣味傳感器檢測(cè)到硫化氫（屁的主要成分）后，再編碼傳給手機(jī)。

它倆結(jié)合后還可以有下面的應(yīng)用。

醫(yī)學(xué)應(yīng)用，檢測(cè)、預(yù)告、跟蹤疾病。符合中醫(yī)中“聞”的思想。因?yàn)槟汶S時(shí)可以攜帶著手機(jī)，因此可以隨時(shí)檢測(cè)你的體味，從而查看你是否患上了疾病，起到預(yù)告作用。就像或者在你患病時(shí)，隨時(shí)檢測(cè)你的疾病發(fā)展進(jìn)程，這些在醫(yī)學(xué)上將是一次大突破。

安全應(yīng)用，在家檢測(cè)到煤氣泄漏，手機(jī)將幫你及時(shí)脫離危險(xiǎn)。當(dāng)你帶著你的手機(jī)去到野外參加生存挑戰(zhàn)時(shí)，在叢林時(shí)，手機(jī)檢測(cè)到毒氣，提示趕緊離開這個(gè)地方。當(dāng)然檢測(cè)到老虎來了，那就看你怎么跑了。

識(shí)別應(yīng)用，可以建立關(guān)于氣味的賬戶。手機(jī)只有識(shí)別到手機(jī)擁有者的體味，才可以開機(jī)，這樣如同給手機(jī)上了一把鎖，而且這把鎖可是個(gè)性化定制的。

評(píng)測(cè)應(yīng)用，可以開發(fā)一種評(píng)測(cè)菜肴美味程度的手機(jī)應(yīng)用。當(dāng)你把手機(jī)靠近菜盤子，手機(jī)檢測(cè)氣味，很快可以評(píng)出一個(gè)分?jǐn)?shù)，然后你可以把分?jǐn)?shù)放到你微博上，與朋友共享。而且擁有這種手機(jī)，你也可以自測(cè)PM2.5了。

游戲應(yīng)用，有待開發(fā)。

其他應(yīng)用，有待開發(fā)。

根據(jù)上述原理與應(yīng)用，氣味傳感器與智能機(jī)結(jié)合是可行的，將會(huì)有廣闊前景與市場(chǎng)，也將會(huì)對(duì)人們生活產(chǎn)生巨大影響。借此也給華為，中興等智能機(jī)制造公司提個(gè)建議，實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新。

參考文獻(xiàn)

[1]楊宏民.預(yù)測(cè)煤自然發(fā)火的新方法──氣味檢測(cè)法[J].煤炭安全，2001，5.

[2]王平，陳裕泉，吳堅(jiān)，等.人工嗅覺── 電子鼻的研究[J].中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào)，1996（4）.

[3]劉慧娟.氣味傳感器和催化劑[J].傳感器世界，1997（9）.

[5]部分資料摘自百度百科.

[4]鐘雄國(guó).新型的氣味傳感器[J].國(guó)外科學(xué)儀器，1989（1）.