Xây dựng cơ sở dữ liệu và ứng dụng logic mờ để phân loại tôm thương phẩm bị nhiễm tạp chất

iii TịM TT  ng dc thut toán Logic m phân lom (Tôm nguyên liu) b p cht thch rau câu (Agra), Cellulose sodium glycolat.  tài này c gii quyt da trên 3 v là u tiên nh s khác bit t trng ca tôm và tôm b p cht, th hai xây dng tp d liu m quan h gia t trng tôm theo t l php ch vào và th ba thit k chi tit phn cng, cm bin thông minh và phn mm thc hin thut toán logic m  xây dng mô hình phân loc tôm b p cht. N i quyc ba v nêu trên, dnh lut Ascimet c s khác bit t trng ca tôm và tôm b p ch ly mu thc nghic tp d liu m quan h gia t trng tôm theo t l php chn mc chn  thc hin cho thut toán logic m và áp du khin kt hp cm bin siêu âm thu thp d liu ngõ vào cho h thng Kt qu ca h thc công c Matlab/ Simulink fuzzy logic hin th cho thy s i t trng hay khng riêng theo t l php cht tôm b   th và thông s c th. iv ABTRACT For application fuzzy logic algorithm classified commercial shrimp (materials shrimp) were pumped impurities agar edible seaweed (Agra) or sodium cellulose glycolate. This problem is solved based on three issues the first, identified differences proportion of prawns and shrimps were pumped impurities, the second set of data to build fuzzy relationship between shrimp ratio density percentage impurities substance is pumped into the third, detailed design intelligent sensor hardware & software implementation of fuzzy logic algorithms to build the classification model shrimp pumped impurities. The content subject had to solve three problems are based on laws Ascimet determine the proportion of different shrimp and shrimp pumped impurities, the sampling method was developed empirical data sets fuzzy related between shrimp ratio density percentage of impurities is pumped into shrimp, Matlab software has been chosen to implement the fuzzy logic algorithm and application microcontroller combines ultrasonic sensors collect data input for the systems. Results of the system is the tool Matlab/ Simulink fuzzy logic display shows the ratio density changes according to the specific weight or percentage of impurities shrimp pumped through graphs and specific parameters. v MC LC Ni dung Trang Trang bìa Quy tài Lý lch cá nhân L i LI CM T ii TÓM TT iii MC LC v DANH SÁCH CÁC HÌNH vii DANH SÁCH CÁC BNG ix TNG QUAN 1 1. 1 Tính cp thit c tài 1 1. 2 Tình hình nghiên cc 2 1. 3 Mvà nhim v 3 1.3.1 M 3 1.3.2 Nhim v 3 1. 4 ng và phm vi áp dng c tài 3 1. 5  lý luu 4 1. 6 B cc c tài 4   LÝ THUYT 5 2.1 n bit tôm b p cht 5 2.2  lý thuyt xây dng mô hình phân lom b p cht bng k thut logic m 7 2.2.1 Phân tích và x ng ngõ vào 7 2.2.2 Xây dng h m ng 9 2.2.3 Thit k b u khin m 29 vi 2.3 Xây dng h thu khin m bng Matlab & Simulink 30 2.4 Xây dng và thit mô hình mô phng 30   XÂY DNG BNG THAM CHIU, MÔ HÌNH NHN BIT VÀ PHÂN LOI TÔM B P CHT 35 3.1 Thu thp d liu bc nghic tip 35 3.2 Xây dng tp m 36 3.3 Xây dng mô hình nhn bit và phân loi tôm b p cht 37 3.3.1 Thit k và thc thi mô hình 37 3.3.1.1 Thu thp d liu: 37 3.3.1.2 X lý d liu bng thut toán Logic m 42 3.3.1.3 Mô hình Logic m dùng MATLAB Simulink giao tip truyn thông vi cm bin thông minh 45 3.3.1.4 Kt qu mô phng thc nghim mô hình phân loi tôm b p cht 46 3.3.1.5 So sánh kt qu  ch  offline và online 48 3.3.2 n xét kt qu ca h thng. 48  KT LUN 50 4.1 Kt qu thc hic trong  tài 50 4.2 Kt lu ngh 51 TÀI LIU THAM KHO 52 PH LC A  phn cng HY_SRF05 PIC_16F877A  thu thp d li 54 PH LC B thu - truyn - nhn tp d dùng HY_SRF05 PIC_16F877A 55 vii DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 1.1: nh Qun lý th ng thu gom tôm b p cht 2 Hình 2.1[5]: Mô t chiu lc thu ng lên khi vt rn 5  khi mô hình phân lom b p cht. 7  khng ngõ vào bng cm bin thông minh. 8 p d liu bng cm bin 8 p d lic tip 9 Hình 2.6:[8] Lõi, support và -cut ca tp m 11 Hình 2.7: Lõi ca tp không li và li 12 Hình 2.8: [8] Các dng hàm thành viên 13 Hình 2.9: Tp m và phn bù  theo hàm thành viên 15 Hình 2.10: Phép giao m A B ca các hàm thành viên 16 Hình 2.11: Phép hi m AB ca các hàm thành viên 16 Hình 2.12:[8] Tp m tham chii dùng bin ngôn ng 18 Hình 2.13:[8] Quan h m 2 )( ),( yx R eyx    19 Hình 2.14: Thí d v bin ngôn ng a s ngôn ng 20 Hình 2.15:[8] Hàm thành viên 22 Hình 2.16:[8] Biu din thut toán suy din Mamdani 25 Hình 2.17:[8] Mô hình m Tagagi-Sugeno làm b xp x tuyn tính tn mn ca hàm phi tuyn 26 Hình 2.18:[8] Gii m trng tâm và trung bình  ci 27 Hình 2.19: Trình t thit k b u khin m 29 n ca quá trình mô phng 31 viii Hình 2.21: Dng c, linh kit k mô hình phn cng 32 Hình 2.22: Khi công c cu hình cng COM RS232 trong MATLAB/ Simunlink33 Hình 2.23: Khi công c thut toán Logic m trong MATLAB/ Simunlink 33 Hình 2.24: Khi công c chuyi d liu và hin th trong MATLAB/ Simunlink33 Hình 3.1 Mô t nh khng riêng bc tip 36 Hình 3.2: Mô hình phân loi tôm b p cht bng logic m - u khin. 37 Hình 3.3: Mô t  tích cht lng 38 Hình 3.4:[17] Cm bin siêu âm HY-SRF05 38  thi gian ti chân Trig & Echo ca SRF05 39  thung cách SRF05  PIC_16F877A 40  tích dùng HY_SRF05  PIC_16F877A 41  thu - truyn - nhn tp d liu dùng HY_SRF05  PIC_16F877A42 Hình 3.10: Cu trúc b u khin m 43 Hình 3.11: Hàm thành viên ngõ vào 43 Hình 3.12: Hàm thành viên ngõ ra 44 Hình 3.13: Chi m trng tâm 45 Hình 3.14: Mô hình MATLAB/ Simulink giao tip - cm bin thông minh 45 Hình 3.15: Mô hình chy  ch  offline 46 Hình 3.16: Kt qu mô phng thc nghim b phân loi m trong MATLAB/Simulink 46 Hình 3.17: Kt qu thc nghim trên mô hình phân loi  ch  online 47 Hình 4.1: Mô hình thc nghim phân loi tôm b tp cht 50 ix DANH SỄCH CỄC BNG Bng 2.1:[8] Hàm thành viên biên ngôn ng (Linguistic hedge). 18 Bng 2.2:[8] Hàm thành viên h qu 24 Bng 3.1 Kt qu thc nghim S i th tích ca tôm khi b p cht. 36 Bng 3.2: Kt qu thc nghim s i t trng  khng riêng  th tích theo t l php ch 36 Bng 3.3: Giá tr vt lý ca thit b  tích trong mô hình 41 Bng 3.4: Lit kê luu khin m 44 Bng 3.5: Kt qu mô phng vi 12 mu th  ch  offline: 47 Bng 3.6: Kt qu thc nghim vi 12 mu th  ch  online: 48 Bng 3.7: So sánh kt qu  2 ch  mô phng phân loi tôm trên 12 mu th 48 Luận văn Trang 1 Chng 1 TỔNG QUAN 1. 1 Tính cp thit ca đ tài Kho2009 tr l  Vit Nam, c bit các tnh ng Bng Sông Cu Long  mt s ch ng p cht  Aga (thch rau câu), cht Cellulose sodium glycolat nhi nhun bt chính, theo_VnExpress.net 1kg cht CMC, Aga (giá khong 60.000-c pha thành 50 lít dung dy tr  ng 20%. Vic làm này không ch gây thit hi kinh t trc tin ngành nuôi và xut khu nuôi tôm ca Vit Nam mà còn mu tôm Vit Nam trên th ng quc t. Theo sô liu thit hc công bCui tr  container tôm xut khu b ách tc ti ca khu Móng Cái do b  Dn li Ông Trn Thin Hi - Ch tch Hip hi Ch bin và Xut khu thy sn Vit Nam, chính u này mà Chính ph  t s  , ch th ban hành nhn tình trng trên. Ngày 17/5/2010, B Nông nghip và phát tri   n s 1430/CT-BNN-    p cht vào tôm ti các tnh Cà Mau, B ngh  chin dch chng tôm tp cht.[1] Ngh nh s - CP c rút giy phép  hiu lc công nhn v an toàn thc phm t 6-i vi  ch bin thy hi sn vi phm hành vi mua bán, ch bin tôm tp cht.[2] Ch th 20/CT- vip cht vào tôm nguyên liu và sn xut kinh doanh tôm có cha tp cht.[3] Hin nay vic nhn bit tôm b p cht nói trên, ch da vào giác quan con  phình to và s ng bng cu tôm Luận văn Trang 2 hoc phát hin qua kim trt xut ci Qun Lý Th ng t s thu mua. Hình 1.1:    i c tình. T nhi Thng dnc Thy Xây d d liu và ng dng logic m  phân lom b nhim tp ch.  tài này tp trung nghiên cu gii quyt mt s v: (i)  da trên nguyên lý s i t trng ca tôm không b p cht và tôm b p cht; (ii) Cách thc hin  tài là to các mu có cha t l tp cht khác nhau c nghim bng thit b  c chu nh khng riêng, t trng cho các mu; (iii) Xây dng tp d liu mu chun cho h thng t ng nhn bit s i t trng bng cm bin thông minh và phân loi t l tp cht trong tôm bng thut toán Logic m; (iv) Xây dng mô hình thc nghim nhn bit, phân loi tôm nguyên liu b p cht vi bii là th tích, bin hng là khng tôm và kt qu ca mu c hin th trên màn hình PC và LCD 16x2 1. 2 Tình hình nghiên cu trong vƠ ngoƠi nc Hin nay tình trng tôm nguyên liu b p cht  các tng Bng Sông Cu Long t hi v kinh t và uy tín cho ngành ch bin và xut khu tôm Vit Nam. Do vy mt s n pháp v mt hành chính   th x lý và n tình trng này[1-3]. Luận văn Trang 3 V mt nghiên cu gii pháp, n hoc h thng t ng  nhn bit   p cht, thì qua quá trình tham kho phi xut ca thy ng dn và tìm hiu thông tin trên n; Báo, tp chí; Các hi ngh chuyên ngành n  n t: (tp chí IEEE; Khoa hc và công ngh Vit Nam - VISTA; Hi ngh cn t Vit Nam - VCM). n nay v có liên quan  tài c tìm thy. 1. 3 Mc đích và nhim v ca đ tƠi 1.3.1 Mc đích Nhm xây dng mt mô hình cho phép phân lonh t l tp cht (Thch rau câu, cht Cellulose sodium glycolat) trong tôm nguyên liu b ,   Acsimet t            trng hay khng riêng.  . 1.3.2 Nhim v c m v chính c tài: (i) C  ; (ii) Xc  tham chiu v mi quan h {T l tp cht - khng - th tích - khng riêng}; (iii) Cp cho n tài; (iv) X  mô phng (Phn cng    phân loi m c phát trin trên MATLAB/ Simulink) cho phép phân lonh t l tp cht trong tôm và (v) ánh giá, nhn xét kt thu c ca h thng. 1. 4 Đi tng và phm vi áp dng ca đ tài Mt gii pháp nghiên cu c tài là nhm v  ng chính  phm b nhim tp cht i ch p cht vào và phù hp cho vic ly mu kim tra. K vng c tài là ptôm b p cht thch rau câu hocCellulose sodium glycolat và ch to th nghim thit [...]... p thi t b ắkỹ thu t đi n tử”, xây d ng phần mềm đánh giá tôm th ng phẩm bằng kỹ thu t Logic m 2.2 C s lý thuy t xây d ng mô hình phân lo i tôm th ng ph m b b m t p ch t bằng k thu t logic m Để xây d ng phần mềm đánh giá tôm th ng phẩm b b m t p ch t ta d a vào s đ kh i hình 2.2: Đ il ng ngõ vào (F,V) Phân tích, xử lí đ i l ng ngõ vào (F, V) Chọn thu t toán điều khiển (Xây d ng h m ) Chọn ngôn ng l... qu , đánh giá và đ a ra khuy n ngh 1 6 B c c c a đ tài NgoƠi ch ng t ng quan đư đ c trình bày, n i dung ti p theo ch ng 2: Nêu c s lý thuy t có liên quan để nh n bi t và phát hi n, phân lo i tôm b b m t p ch t d a trên đ nh lu t Acsimet và h th ng điều khiển thông minh; Ch ng 3: Xây d ng b ng tham chi u, mô hình nh n bi t và phát hi n, phân lo i tôm b b m t p ch t (xây d ng phần cứng và phần mềm);... (Matlab) Hình 2.2: S đ kh i mô hình phơn lo i tôm th 2.2.1 Phân tích và x lý đ i l Xây d ng mô hình & K t qu ch ng trình ng phẩm b b m t p ch t ng ngõ vào Nhằm thu th p và t o c s d li u cho thu t toán Logic m Để phân tích xử lý đ i l ng l c, thể tích (F, V) ta dùng: (i) kỹ thu t đo l ng thông minh bằng c m bi n hoặc (ii) Đo kh o sát tr c ti p bằng d ng c đo thể tích và kh i l i) ng d ng k thu t đo l ng ng... bi t tôm nguyên li u b b m t p ch t là d a trên s thay đ i tỷ trọng theo đ nh lu t Acsimet, từ nguyên lý này trong ch đ ng 2 của đề tƠi đư nêu ra c c s lý thuy t xây d ng mô hình phần cứng thu th p d li u, thu t toán Logic m và phần mềm d a trên MATLAB/ Simulink phân lo i tỷ l phần trăm t p ch t trong tôm nguyên li u b b m vƠo 2.1 Ph ng pháp nh n bi t tôm b b m t p ch t Trong th c t vi c xác đ nh tôm. .. nh tôm b b m t p ch t ch d a vào kinh nghi m của nh ng ng i ho t đ ng lơu năm trong nghề nh quan sát s phình to và s căng cứng b t th ng của thân và đầu của tôm Sau khi đ thành 1,2-1,3 kg mà cỡ tôm cũng đ c b m t p ch t, 1 kg tôm s c nâng lên, điển hình từ lo i 30 con/kg, sau khi b m s ch còn 23-24 con/kg Chính s thay đ i về kh i l tôm b b m t p ch t mà ta s xác đ nh đ ng và thể tích của c chúng d a...Luận văn b phân lo i tôm b b m t p ch t áp d ng cho c quan qu n lý th tr ng công ty, doanh nghi p thu mua tôm ch bi n xu t khẩu 1 5 C s lý lu n vƠ ph ng pháp nghiên c u Từ th c ti n trong lĩnh v c kinh doanh và ch bi n tôm xu t khẩu đư phát sinh nhiều bi n c gây tranh cãi gi a (ng tr ng) về v n đề tôm th i thu mua ậ ng i bán ậ c quan qu n lý th ng phẩm b đ a t p ch t vƠo, chính... ứng của c m bi n, (m) lƠ đ i l hay kích thích (có ngu n g c lƠ đ i l ng đầu vào ng cần đo) Thông qua đo (s) cho phép nh n bi t giá tr của (m) Xét s đ thu th p d li u hình 2.4 Hai ch t r n có cùng kh i l th ng (m) nh ng có trọng l ng phẩm A vƠ tôm th tích có chứa cùng m t l Xử lý và hiển th sensor ng phẩm có b m t p ch t A1) lần l ng ch t l ng (n Serial Com ml ẤhvA hvA (a) Kh i l ẤhvA1 A n c Xử lý và. .. mA = mA1 và thể tích (ml): VA >VA1 Kh i l Hình 2.5: Ph Đo tr c ti p xác đ nh đ ẤhvA1 A ng pháp thu th p d li u đo tr c ti p c Ấh suy ra đ c l c FA theo công thức (2.3) Ta lặp l i thí nghi m nh trên cho nhiều c tôm, lo i: (21-30g)/kg, (31-40g)/ kg, (41-50g)/kg và v i m i lo i tôm b b m t p ch t theo tỷ l phần trăm khác nhau: (0%, 5%, 10%, 15%, 20%, 30%) để có đ 2.2.2 Xây d ng h m cho đ i t Xây d ng... thông t , ch th để xử lý[1-3] ng ti n kiểm tra đánh giá mang tính khoa học và khách quan cần c nghiên cứu, th c hi n nh : (i) Đ a ra h ng gi i quy t cho v n đề đặt ra; (ii) Thu th p tƠi li u liên quan đ n đề tài; (iii) Đọc và phân tích các tài li u tìm đ (iv) T ng h p và so sánh các n i dung trong tài li u đ a ra nhiều h gi i quy t cho đề tài; (v) L a chọn ph ng pháp, ph c; ng ng ti n để th c hi n; (vi)... sensor Com ml hv t vào c c đo thể c) Từ đó suy ra tỷ trọng cần xác đ nh Xử lý và hiển th sensor ml n ng riêng khác nhau (Tôm hvA1 c A1 n c (b) (c) ng (gam): mA = mA1 và thể tích (mml): VA >VA1 Hình 2.4: Ph ng pháp thu th p d li u bằng c m bi n Trang 8 Serial Com Luận văn ii Đo kh o sát tr c ti p bằng d ng c đo th tích và kh i l T ng t nh trên: Hai ch t r n có cùng kh i l riêng khác nhau Tôm th lần l ng . bit tôm b p cht 5 2.2  lý thuyt xây dng mô hình phân lom b p cht bng k thut logic m 7 2.2.1 Phân tích và x ng ngõ vào 7 2.2.2 Xây dng. nh s khác bit t trng ca tôm và tôm b p cht, th hai xây dng tp d liu m quan h gia t trng tôm theo t l php ch vào và th ba thit k chi tit phn. vi 2.3 Xây dng h thu khin m bng Matlab & Simulink 30 2.4 Xây dng và thit mô hình mô phng 30   XÂY DNG BNG THAM CHIU, MÔ HÌNH NHN BIT VÀ PHÂN LOI TÔM B P