模糊数学在智能仪器中的应用.doc

模糊模式识别在智能仪器设计中的应用
黄蕙测控1002学号：1101160205
摘要:随着智能仪器应用越来越广泛、功能越来越强大，智能仪器的软件部分显得更加重要，而随着智能仪器需要处理的数据越来越多，而且有时需要处理的数据并非向我们平常测得或者给定的传统的数值型数据，有时我们处理的或者要得到的数据往往是模糊的或者语言型的，这样传统的一些算法在这里就显得手足无措。然而模糊数学的出现给这个问题的解决带来转机，模糊数学正是研究这一模糊或者不确定性的数据。本文通过一个小小的例子——智能血压计来讨论模糊数学中比较重要的一部分——模糊模式识别在智能仪器设计中的应用。
关键字：模糊模式识别；智能仪器；智能血压计
引言
①智能仪器:
微电子技术的发展，是20世纪70年代初出现了世界上第一个微处理器芯片。由于微处理器芯片所构成的微型计算机不仅具有计算机通常具有的运算、判断、记忆、控制等功能，而且还具有功耗低、体积小、可靠性高、价格低廉等优点，因此，微型计算机的发展异常迅速。随着微型计算机性能的日益强大，其使用领域也越来越广泛。目前，微型计算机在工业、农业、国防、企业管理、日常生活等领域得到了广泛的应用。作为微型计算机渗透到仪器科学与技术领域并得到充分应用的结果，在该领域出现了完全突破传统概念的新一代仪器——智能仪器，从而开创了仪器仪表的一个崭新的时代。仪器仪表的发展可以简单的划分为三代。第一代和第二代分别是指针式仪器仪表和数字式仪器仪表。第三代就是本文所说讨论的智能式仪器仪表，这类仪器仪表的主要特征是内含微处理器，因此，通常具有信息采集，数据处理输出控制及测试过程和测试结果显示、记录、传输自动进行等功能。有的智能仪器还能辅助专家进行推理、分析或决策。智能仪器具有计算机的结构，即具有组成微机系统所包含的基本部分：微处理器、ROM、RAM、键盘、显示器等。
智能仪器通常具有如下特点：（1）仪器功能丰富，性价比高；（2）智能仪器具有自校准、自检和自诊断功能；（3）智能仪器能实现复杂的运算和控制功能；（4）智能仪器的人机对话能力强；（5）单个仪器自动化水平高，多个仪器可构成自动测试系统。智能仪器的这些优势主要归功于智能仪器的软件部分，即微处理器中运行的程序。本文只讨论智能仪器的软件部分，主要是算法。
②模糊模式识别：
模式识别(patternrecognition)是近30年来得到迅速发展的人工智能分支学科。但是，对于什么是“模式”，或者什么是机器(也包括人)能够辨认的模式，迄今尚无确切的定义。这里，我们只能形象地解释说，人之所以能识别图像、声音、动作，文字字形、面部表情等等是因为它们都存在着反映其特征的某种模式。人类对模式识别过程的机理目前仍然不是很清楚。对具体事物的识别主要是心理现象，对抽象事物的识别主要是思维现象。由于客观事物的特征存在不同程度的模糊性，使得经典的识别方法越来越不适应客观实际的要求，模糊识别正是为了满足这一要求而产生起来的。模糊识别的模糊集方法即模糊模式识别是对传统模式识别方法即统计方法和句法方法的有用补充，就是能对模糊事物进行识别和判断，它的理论基础是模糊数学。模糊模式识别就是在模式识别中引入模糊数学方法，用模糊技术来设计机器识别系统，可简化识别系统的结构，更广泛、更深入地模拟人脑的思维过程，从而对客观事物进行更为有效的分类与识别。
③血压:
体循环动脉血压简称血压（bloodpressure，BP）。血压是血液在血管内流动时，作用于血管壁的压力，它是推动血液在血管内流动的动力。心室收缩，血液从心室流入动脉，此时血液对动脉的压力最高，称为收缩压（systolicbloodpressure，SBP）。心室舒张，动脉血管弹性回缩，血液仍慢慢继续向前流动，但血压下降，此时的压力称为舒张压（diastolicbloodpressure，DBP）。一般理想血压：收缩压<120mmHg、舒张压<80mmHg。
血压正常高限：收缩压在130~139mmHg或舒张压在85～89mmHg。高血压：收缩压≥140mmHg或舒张压≥90mmHg。低血压：收缩压≤90mmHg或舒张压≤60mmHg。临界高血压（临床观测经验）：收缩压在140～160mmHg,舒张压在90～95mmHg。
血压会受到以下因素影响：
1.身高：身体越高，心脏便需要更大压力去泵出血液，令血液能流遍全身。
2.年龄：年纪越轻，新陈代谢率越高，血流量较大，心脏需要较大压力泵血，随着年龄增长。
3.血黏度(血液密度)：血液越黏稠，心脏需要越大压力泵出血液。
4.其他：精神状态、生活节奏、个人差异、饮食习惯、药物、遗传、天气变化等等。
高血压标准应随身高而变：人体正常血压值<120/80mmHg，≥140/90mmHg为高血压。在儿童高血压的定义中，新生儿血压<90/60mmHg