[發明專利]一種基于時域編解碼的高精度動態信號傳感和傳輸方法

有效

• 申請號: 201710152542.4
• 申請日: 2017-03-15
• 公開（公告）號: CN107044893B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 何宗路
• 申請（專利權）人: 何宗路
• 主分類號: G01L1/16
• 分類號: G01L1/16;G06F30/20;A61B5/024
• 代理公司: 成都佳劃信知識產權代理有限公司 51266
• 代理人: 尹志敏

1.一種基于時域編解碼的高精度動態信號傳感和傳輸方法，其特征在于，所述基于時域編解碼的高精度動態信號傳感和傳輸方法使用非線性自回歸整合NLARI過程建模彈性傳感器的動態響應，選取滿足NLARI模型穩定不動點條件的傳感材料使傳感器功能相當于一個穩定不動點的傳遞函數；通過模擬神經元的動作電壓全有全無和反向傳播及局部電位可疊加的調節功能，導入調幅逆向脈沖傳遞函數實現信號重構；輸出相似度或均方誤差以及輸出信號傳輸成功率作為傳感和傳輸評價標準；

穩定不動點的傳遞函數為：

，；

逆向脈沖傳遞函數為，為無調幅時，為調幅時，其中， ；

所述的傳遞函數包括：

有界且滿足和的恢復力項，阻力系數，恢復力系數以及相對恢復力系數，其中 ，；

所述的傳遞函數和逆向傳遞函數包括：

輸入信號，響應輸出，的一階滯后值為，的二階滯后值為，初始值，；若 ， 則，否則 ，是原始輸入信號，是反映隨機誤差的白噪音；閾值，表示傳輸中繼節點數及表示時間或信號數；

所述輸出相似度或均方誤差作為傳感和傳輸的評價標準中，信號傳輸成功率

作為尖峰脈沖序列信號傳輸的評價標準,其中為經過次中繼節點后的輸出信號，為初始輸入信號，若，則，否則 ；若，則，否則，是原始輸入信號；將的信號傳輸成功率視為信號傳感成功率。

2.如權利要求1所述的基于時域編解碼的高精度動態信號傳感和傳輸方法，其特征在于，所述傳感方法具體的實現步驟包括：

選取能夠代表被測量信號特征的時間序列作為輸入信號，在計算機上求出參數仿真域，它位于參數域作為，作為，及作為的某一區域，在那里NLARI穩定不動點傳遞函數的輸出和輸入有最大相似度或信號傳感成功率；

選取壓電材料制作個NLARI－傳感器樣品，輸入信號到所述傳感器樣品，測出響應輸出，讓，使用對回歸方程作最小2乘法估計，獲得估計值，，以及，和；

如果在仿真參數域內，計算輸出輸入相似度或信號傳感成功率，選取具有最大相似度或傳感成功率的傳感器樣品為NLARI－傳感器樣品，否則不作為NLARI－傳感器樣品；

所述傳輸方法包括采用計算機傳輸和NLARI－傳感器傳輸兩種，計算機傳輸是通過NLARI－傳感器對接收到的輸入信號作出響應輸出，所述的響應輸出經數據化后通過接口送入計算機完成傳輸。

3.如權利要求1所述的基于時域編解碼的高精度動態信號傳感和傳輸方法，其特征在于，所述NLARI－傳感器傳輸方法具體的實現步驟包括：

步驟一，制作信號傳感成功率最大的前個傳感器樣品，其中，, 使用軟件或硬件制作具有調幅逆向脈沖傳遞函數功能的調幅器樣品，一對由傳感器樣品的輸出作為調幅器樣品的輸入的串聯系統，計算輸出與輸入的信號傳感成功率，通過調節閾值選取具有最大的信號傳感成功率的調幅器樣品作為神經元－調幅器樣品，與傳感器樣品合成為個相同的傳感器樣品；

步驟二，讓能夠代表被測量信號特征的時間序列信號作為原始輸入信號進入由個相同傳感器樣品按前一個的輸出為后一個輸入的方式串聯的傳輸系統，測量它由引起的最終輸出；

步驟三，計算每次信號傳輸成功率，重復步驟二，計算信號平均信號傳輸成功率；

步驟四，選取具有最大平均信號傳輸成功率的傳感器樣品對作為NLARI－傳感器。

4.如權利要求3所述的基于時域編解碼的高精度動態信號傳感和傳輸方法，其特征在于，所述傳輸方法的步驟二進一步包括：

選取能夠代表被測量信號特征的時間序列作為輸入信號，在計算機上仿真求出參數仿真域，它在參數域作為，作為和作為域內，在那里NLARI穩定不動點傳遞函數的輸出和輸入有最大的傳感成功率或相似度；

使用壓電材料制作個傳感器樣品；

輸入信號到每個傳感器樣品中，測出響應；

對 ，使用數據作最小2乘法估計，在那里，進一步獲得 ，其中， ；

如果參數估計值不在仿真參數域內，該樣品不作為NLARI－傳感器樣品，否則計算響應輸出與輸入的相似度或者信號傳感成功率。