[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于毫米波感知的無(wú)源溫度監(jiān)控方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110409700.6
• 申請(qǐng)日: 2021-04-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113176001A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許文曜;林峰;李勤;李正雄;陳百成
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 杭州環(huán)木信息科技有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01K1/024
• 分類(lèi)號(hào): G01K1/024;G01J5/00
• 代理公司: 杭州求是專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 林超

1.一種基于毫米波感知的無(wú)源溫度監(jiān)控方法，包括以下步驟：

步驟一，膽固醇材料電子標(biāo)簽的毫米波感知

使用毫米波探針對(duì)膽固醇材料電子標(biāo)簽表面發(fā)射調(diào)頻連續(xù)波，然后接收膽固醇材料電子標(biāo)簽反射的帶有膽固醇材料分子排列信息的調(diào)頻連續(xù)波；毫米波探針將接收的調(diào)頻連續(xù)波的周期性線(xiàn)性調(diào)頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為中頻信號(hào)，將中頻信號(hào)進(jìn)行快速傅里葉變換和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)玫侥懝檀疾牧想娮訕?biāo)簽的位移信息；

步驟二，雜波抑制處理：

將步驟一中多個(gè)線(xiàn)性調(diào)頻周期的中頻信號(hào)快速傅里葉變換后的結(jié)果進(jìn)行第二次快速傅里葉變換得到距離多普勒矩陣，通過(guò)更新距離多普勒矩陣完成背景雜波的分離和動(dòng)態(tài)雜波的去除；

步驟三，溫度特征提取：從步驟二去除雜波后的距離多普勒矩陣中提取描述膽固醇材料分子排列及對(duì)應(yīng)溫度信息的調(diào)頻特征以及調(diào)頻細(xì)節(jié)特征；

步驟四，溫度感知：

構(gòu)建細(xì)粒度認(rèn)證模型，將步驟三中提取的調(diào)頻特征以及調(diào)頻細(xì)節(jié)特征輸入細(xì)粒度認(rèn)證模型中得到通過(guò)膽固醇材料分子排列感知的溫度信息。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于毫米波感知的無(wú)源溫度監(jiān)控方法，其特征在于，所述步驟一中的膽固醇材料電子標(biāo)簽為由膽固醇材料制作的基于薄膜的溫度傳感器。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于毫米波感知的無(wú)源溫度監(jiān)控方法，其特征在于，所述步驟一中，根據(jù)中頻信號(hào)得到膽固醇材料電子標(biāo)簽位移信息的具體過(guò)程為：

1.1)設(shè)一個(gè)線(xiàn)性調(diào)頻周期為T(mén)_r，根據(jù)中頻信號(hào)獲得第m個(gè)線(xiàn)性調(diào)頻周期的膽固醇材料電子標(biāo)簽位移d(mT_r)，具體計(jì)算公式為：

其中，m為線(xiàn)性調(diào)頻周期的編號(hào)，m＝0,1,2…,M-1；M為線(xiàn)性調(diào)頻周期的數(shù)量；f₀是載波頻率；Δψ_m是對(duì)第m個(gè)線(xiàn)性調(diào)頻周期的中頻信號(hào)進(jìn)行快速傅里葉變換后的結(jié)果；

從而得到M個(gè)線(xiàn)性調(diào)頻周期的膽固醇材料電子標(biāo)簽位移；

1.2)為了避免膽固醇材料電子標(biāo)簽載體的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)對(duì)步驟1.1)結(jié)果的干擾，通過(guò)平移變化對(duì)步驟1.1)獲得的M個(gè)線(xiàn)性調(diào)頻周期的膽固醇材料電子標(biāo)簽位移進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，即對(duì)M個(gè)線(xiàn)性調(diào)頻周期的距離信息進(jìn)行校準(zhǔn)：

定義S_m(l)為步驟1.1)獲取的第m個(gè)線(xiàn)性調(diào)頻周期的距離信息，為校準(zhǔn)后的第m個(gè)線(xiàn)性調(diào)頻周期的距離信息；

其中，l＝0,1,2,..,L-1，L為第m個(gè)線(xiàn)性調(diào)頻周期內(nèi)采樣點(diǎn)的數(shù)量，l為采樣點(diǎn)的編號(hào)；

定義Q_m(l)為第m個(gè)線(xiàn)性調(diào)頻周期的相對(duì)距離信息，具體為：

其中，Q_m-1(l)為第m-1個(gè)線(xiàn)性調(diào)頻周期的相對(duì)距離信息；

定義X_m為S_m(l)的平移距離，為最優(yōu)平移距離，根據(jù)相對(duì)距離信息Q_m(l)計(jì)算最優(yōu)平移距離最優(yōu)平移距離通過(guò)最大化下列公式得到：

其中，S_m-1(l-X_m)表示第m-1個(gè)線(xiàn)性調(diào)頻周期平移后的距離信息；

第m個(gè)線(xiàn)性調(diào)頻周期校準(zhǔn)后的距離信息為：

其中，j為單位復(fù)數(shù)，Δ是向量[0,1,…,L-1]；

根據(jù)第m個(gè)線(xiàn)性調(diào)頻周期校準(zhǔn)后的距離信息得到M個(gè)線(xiàn)性調(diào)頻周期校準(zhǔn)后的距離信息，之后根據(jù)M個(gè)線(xiàn)性調(diào)頻周期校準(zhǔn)后的距離信息得到運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償后的膽固醇材料電子標(biāo)簽位移信息。