[發明專利]基于物聯網電力測溫設備的去噪聲射頻頻譜峰值獲取方法

有效

• 申請號: 201310498244.2
• 申請日: 2013-10-22
• 公開（公告）號: CN103490830A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 李鴻儒;吳昊;王飛
• 申請（專利權）人: 天津七一二通信廣播有限公司;北京華龍通科技有限公司
• 主分類號: H04B15/00
• 分類號: H04B15/00;H04W16/14;H04L29/08
• 代理公司: 天津中環專利商標代理有限公司 12105
• 代理人: 王鳳英

技術領域

本發明涉及物聯網中利用聲表面波射頻識別技術（SAW-RFID）對電力系統相關設備進行溫度測量的一種數字信號處理的方法，特別是涉及一種基于物聯網電力測溫設備的去噪聲射頻頻譜峰值獲取方法。

背景技術

隨著物聯網技術的深入發展，物品管理、設備運行監控等成為物聯網的重要前端技術。利用SAW-RFID實現設備運行時的時時監控，可令電力運營部門預測故障，提前解決問題，避免了故障發生時帶來的巨額經濟損失以及人員傷亡。

利用SAW-RFID測溫設備進行測溫的原理是：隨著標簽溫度的改變，標簽的響應頻點也會按一定規律變化。首先測溫設備向標簽發射射頻信號，接下來測量標簽返回的射頻信號，然后對接收到的射頻信號進行分析處理，得到標簽的響應頻點。最終將標簽的響應頻點轉換為對應的溫度。

具體的溫度測量的過程如下：首先測溫設備向標簽發射固定頻率的射頻信號，持續一段時間后停止發射，測溫設備再對標簽返回的射頻信號進行能量檢測，記錄此頻點的能量值。之后測溫設備進行頻率遞進，再次測量該標簽在其它頻點下返回的射頻信號的能量值。按上述方法掃描標簽的整個帶寬。利用以上采集到的所有數據繪制出該標簽的“頻率——能量”曲線（頻譜曲線）。分析該曲線，找到曲線的峰峰值。峰峰值所在的頻點即為該標簽的響應頻點。將響應頻點代入公式進行計算，即可得到標簽的溫度值。

在實際應用中，因為此設備使用的射頻頻段440MHz為開放頻段，所以受開放頻段中的其他射頻設備（如手持無線電通話機等）的影響，某時刻測量到的能量信號會出現大幅度波動，導致采集到的頻譜曲線中產生毛刺。毛刺符合傳統的峰值判斷條件，導致我們對峰值的誤判斷。在實際應用中，由于測量誤差的影響，實際測量到的能量信號一定會出現小幅度的波動，導致在頻譜曲線中產生突起。突起雖然通常幅度不大，但也符合傳統的峰值判斷條件，同樣導致我們對峰值的誤判斷。綜上所述，毛刺和突起都會使我們對頻譜峰值的判斷出現錯誤。

發明內容

鑒于上述技術現狀，本發明提供一種基于物聯網電力測溫設備的去噪聲射頻頻譜峰值獲取方法。本方法應用于物聯網電力測溫設備中，通過依次去除射頻頻譜曲線中的毛刺和突起，可有效消除在射頻系統中常見的環境噪聲對射頻設備的影響，可有效解決在環境噪聲影響下射頻頻譜峰值判斷錯誤的問題。

本發明采取的技術方案是：一種基于物聯網電力測溫設備的去噪聲射頻頻譜峰值獲取方法，其特征在于，包括以下步驟：?

步驟一：在采樣階段，按順序對標簽帶寬內的所有頻點進行回波能量值采樣，并將當前頻點的回波能量值與上一個頻點的回波能量值作比較，若兩次采集到能量值的差不大于毛刺門限值，則繼續對下一個頻點采樣，若兩次采集到能量值的差大于毛刺門限值，則認為出現毛刺，當出現毛刺的數量達到最大允許值時，采樣失敗，進而峰值獲取失敗，流程結束；當毛刺的數量沒有達到最大允許值時，毛刺數量計數增加1，然后根據當前頻點序號不同進行不同的處理：若當前頻點序號為1，則退回到第0頻點重新采樣；若當前頻點序號不為1，則頻點序號不變，重新采樣，直到標簽帶寬內所有頻點采集完畢，本步驟結束。

步驟二：對步驟一完成采集所有頻點的能量值之后，使用五點三次平滑算法對采樣曲線進行處理，設標簽帶寬內頻點總數為N，當前頻點序號為n，當前頻點的能量值為En，遍歷第2至（N-2）頻點，若當前頻點的能量值En滿足條件En-2?<?En-1?<?En?<?En+1?<?En+2，則判斷此頻點為峰值，將此頻點序號增加4后，繼續下一輪判斷；若當前頻點的能量值En不滿足條件En-2?<?En-1?<?En?<?En+1?<?En+2，則當前頻點不是峰值，將此頻點序號增加1后，繼續下一輪判斷，直到當前頻點序號n大于等于（N-2）時，標簽帶寬內所有頻點判斷完畢，以上判斷得到的峰值即為該標簽帶寬內的所有峰值。

本發明所產生的有益效果是：采用本方法，可有效避免同頻段射頻設備的干擾、環境噪聲、測量誤差對測溫設備造成影響，造成頻譜曲線峰值獲取錯誤，最終導致溫度測量錯誤的問題。利用SAW-RFID實現設備運行時的實時監控，可令電力運營部門預測故障，提前解決問題，避免了故障發生時帶來的巨額經濟損失以及人員傷亡。

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附圖說明

圖1是本發明去噪聲射頻頻譜峰值獲取流程圖；

圖2是原始能量頻譜曲線圖；

圖3是去除毛刺后的能量頻譜曲線圖；

圖4是平滑處理后的能量頻譜曲線圖；