[發明專利]基于ARM帶溫濕度自修正的電磁輻射測量裝置及測量方法

有效

• 申請號: 201410456608.5
• 申請日: 2014-09-09
• 公開（公告）號: CN104198829B
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發明（設計）人: 段玉平;李鑫;張忠倫;李長茂
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G01R29/08
• 分類號: G01R29/08;G01D21/02
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司21212
• 代理人: 楊威,李洪福

技術領域

本發明屬于電磁場計量檢測技術領域，具體涉及一種基于ARM帶溫濕度自修正的電磁輻射測量裝置。

背景技術

隨著社會的不斷進步以及經濟的迅速發展，各種電子設備給人們帶來方便的同時，也造成了電磁輻射污染，設計一款高精度的電磁輻射測量裝置顯得尤為重要。

目前的電磁輻射測量儀大多是基于傳統的8位單片機，僅僅具有簡單的測量功能，存在機性能不高、可維護性差、可靠性不高、人機交互困難等問題。并且現有電磁輻射測量儀器的測量方法沒有考慮溫濕度對測量結果的影響，造成了同一工況下不同時間測量結果出現了較大差異的情況。環境溫濕度對測量結果的影響主要表現在對上電穩定性和元器件介電常數的影響，當電磁輻射探頭在較高相對濕度下工作，會造成介電常數降低、介電損耗增加、電容值變大和絕緣電阻值降低，而且在相同的濕度下，溫度越高濕度對測量結果的影響也越大，當相對濕度超過80％進行測量時，傳感電極之間會產生很大的泄漏電流使內部的測量回路局部短路而損壞儀器。這就要求電磁輻射測量裝置帶有溫濕度測量以及溫濕度的補償功能。由于溫度濕度的作用往往是綜合在一起的，這就造成了溫濕度對測量結果的影響是非線性的，而這些功能的實現對于傳統單片機孱弱的處理能力來說是很難完成的。

發明內容

鑒于已有技術存在的缺陷，本發明的目的是要提供一種基于ARM帶溫濕度自修正的電磁輻射測量裝置，該電磁輻射測量裝置可以同時實現電場強度、溫度、濕度的測量，并利用人工神經網絡算法實現對電磁輻射測量值的相對于溫濕度的非線性補償，該電磁輻射測量裝置可以實時測量顯示修正后的電磁輻射測量值，并且易于實現良好的人機交互界面，也可以完成將數據傳輸給上位機進行詳細的分析和處理，上位機具有打印功能，滿足了電磁輻射測量儀的高精度和智能化的需要。

本發明通過下述方案予以實現：

基于ARM帶溫濕度自修正的電磁輻射測量裝置，其特征在于：

包括電磁輻射采樣模塊、信號處理模塊、溫濕度數字傳感器、嵌入式微處理器模塊、存儲器、顯示模塊；

所述嵌入式微處理器模塊分別與信號處理模塊、溫濕度數字傳感器、存儲器、顯示模塊連接；所述信號處理模塊還與電磁輻射采樣模塊連接；

所述電磁輻射采樣模塊用于實時測量環境中的電磁輻射電場強度信號；

所述信號處理模塊對電磁輻射采樣模塊輸出的電磁輻射電場強度信號進行處理變換成嵌入式微處理器模塊能夠識別的電磁輻射信號；

所述溫濕度數字傳感器實時測量環境的溫度濕度信息并直接轉換成數字信號送入嵌入式微處理器模塊；

所述存儲器用于存儲經過所述信號處理模塊處理變換的電磁輻射信號、所述溫濕度數字傳感器采集到的溫度值、濕度值和所述嵌入式微處理器模塊修正后的電磁輻射參數檢測值；同時還用于存儲本裝置運行的系統文件以及便于所述嵌入式微處理器模塊調用的人工神經網絡參數；

所述嵌入式微處理器模塊用于對所述信號處理模塊輸出的電磁輻射信號執行模數轉換后，輸出經過溫濕度補償處理后的對應的電磁輻射參數檢測值，其中所述的溫濕度補償處理是指所述嵌入式微處理器模塊按照上述經過模數轉換的電磁輻射參數值調用并運行所述存儲器內部預存儲的人工神經網絡參數，得到當前溫濕度參數對應的溫濕度的補償值后，對上述電磁輻射參數進行修正后輸出對應的電磁輻射參數檢測值；

所述顯示模塊用于顯示修正后的電磁輻射參數檢測值以及檢測到的當前環境溫度濕度信息。

所述的電磁輻射測量裝置還包括通訊模塊及PC上位機，所述通訊模塊用于實現存儲器與PC上位機之間的數據傳送；所述PC上位機用于訓練得到電磁輻射信號測量數據對應的溫濕度補償處理的人工神經網絡參數，并將訓練好的人工神經網絡參數嵌入到嵌入式微處理器模塊中，同時建立電磁輻射信號測量數據歷史監測值曲線圖表以及數據打印處理。

所述的溫濕度數字傳感器內部預設超限報警閾值，若當前檢測到的溫度值或者濕度值達到超限報警閾值則向嵌入式微處理器模塊發送報警標識信息，所述嵌入式微處理器模塊收到警標識信息后即關閉電磁輻射測量裝置運行程序，防止損壞儀器。

所述人工神經網絡參數是在PC上位機上進行人工神經網絡模型訓練獲得的，并通過所述通訊模塊實現存儲器與PC上位機之間的數據傳送。

所述的顯示模塊為觸摸屏。

所述的所述嵌入式微處理器模塊為基于ARM嵌入式系統的ARM處理器。

本發明還提供了一種基于環境溫濕度修正的電磁輻射測量方法：

其包括