基于物联网电力测温设备的频分复用标签的抗干扰方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及信号处理技术领域，特别是指一种基于物联网电力测温设备的频分复用标签的抗干扰方法。
【背景技术】
[0002]在配电开关柜内部触点的温度测量中，传统方式是热电偶法、红外测量法以及光纤测温法。这些测量方法使用有源的温度传感器进行温度数据的采集，并且普遍采用电缆线来传输采集到的温度数据。有源的传感器容易发生电池泄露和电缆线被拉脱损坏等安全隐患。把SAW (声表面波)温度传感器与RFID (射频识别)技术结合起来，不仅能够进行自动识别与温度采集，而且可以将采集到的数据进行无线传输，使得整个检测装置体积很小，可以省去大量的布线工作，同时避免了有源传感器带来的安全隐患。
[0003]利用SAW-RFID测温设备进行测温，首先测温设备发射一定频率的射频信号，然后间隔一段时间后，测温设备再对电子标签回波能量检测，记录能量值。之后测温设备再进行频率递进，按上述方法重复扫描电子标签，当按照约定扫描完定义的频带后。扫描停止，分析数据，找到能量最大点的频率作为当前电子标签温度相关联的频率，进行温度计算，从而获得电子标签与电力设备触点的温度值。
[0004]电子标签在其响应频点的回波能量是最大的。测温需要首先分析电子标签的回波能量。测温设备以频分复用的方式支持多个电子标签。每个电子标签的带宽是固定的。当同时存在多个电子标签时，由于有些电子标签存在频段漂移使电子标签间的保护带宽变窄，当环境温度处于测温范围边缘时检测到的能量值曲线如图1，如果此时在fn点产生干扰曲线如图2，即使做平滑等处理也会存在小突起如图3，该突起点会被错判为峰值点。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是提供一种基于物联网电力测温设备的频分复用标签的抗干扰方法，可以有效解决在频分复用系统中常见的，标签频段漂移放大干扰的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种基于物联网电力测温设备的频分复用标签的抗干扰算方法，包括:
[0007]获取电子标签的回波能量曲线；
[0008]对所述电子标签的回波能量曲线进行平滑处理，得到处理后的曲线；
[0009]获取所述处理后的曲线的峰值点；
[0010]对峰值点进行概率判断。
[0011]其中，所述峰值点的能量具有如下关系:
[0012]E (fn-3) <E (fn-2) <E (fn-1) <E (fn)，且 E (fn) >E (fn+1) >E (fn+2) >E (fn+3);其中，
[0013]E (fn)为峰值点fn的能量，E (fn-1)为峰值点fn_l的能量，E (fn-2)为峰值点fn_2的能量，E (fn-3)为峰值点fn-3的能量；
[0014]E(fn+1)为峰值点fn+Ι的能量，E (fn+2)为峰值点fn+2的能量，E (fn+3)为峰值点fn+3的能量。
[0015]其中，对峰值点进行概率判断的步骤包括:
[0016]若处理后的曲线上的峰值点在上次峰值点附近，则判断峰值点有效，并对其相应计数；
[0017]若处理后的曲线上的峰值点不在上次峰值点附近，则判断峰值点的有效计数达到下限？若否，则有效计数减1，并重新采集该标签的能量值；若是，认定该峰值点有效并保存。
[0018]本发明的上述技术方案的有益效果如下:
[0019]上述方案中，通过采样多个频点，取峰值和小概率事件计数结合，正确判断了电子标签的带宽范围内能量峰值，能有效解决频段漂移放大干扰造成的影响。
【附图说明】
[0020]图1是电子标签回波能量理论曲线。
[0021]图2是电子标签回波能量较常见的实际曲线(普通干扰)。
[0022]图3是电子对一般干扰曲线平滑处理后的标签回波能量曲线。
[0023]图4是电子标签回波能量少见的实际曲线(强的随机干扰)。
[0024]图5是电子对强干扰曲线平滑处理后的标签回波能量曲线；
[0025]图6是本发明的电子标签的回波能量曲线峰值的获取方法的流程图。
【具体实施方式】
[0026]为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
[0027]鉴于上述现有技术现状，本发明提供一种基于物联网电力测温设备的频分复用电子标签的回波能量曲线峰值的获取方法，包括:
[0028]步骤11，获取电子标签的回波能量曲线；
[0029]步骤12，对所述电子标签的回波能量曲线进行平滑处理，得到处理后的曲线；
[0030]步骤13，获取所述处理后的曲线的峰值点。
[0031]步骤14，对所获取峰值点进行概率判断。
[0032]该实施例中，通过多点取峰值和小概率事件计数结合，正确判断了电子标签的带宽范围内能量峰值，能有效解决频段漂移放大干扰造成的影响。
[0033]该实施例中，步骤11包括:
[0034]步骤111，获取电子标签的带宽，其中，所述带宽具有多个频点；
[0035]步骤112，获取所述多个频点的能量值构成的回波能量曲线。
[0036]进一步的，上述步骤12中，可以采用任何的平滑处理算法；
[0037]步骤13中，获取所述处理后的曲线的个峰值点。其中，7个峰值点的能量具有如下关系:
[0038]E (fn-3) <E (fn-2) <E (fn-1) <E (fn)，且 E (fn) >E (fn+1) >E (fn+2) >E (fn+3);其中，
[0039]E (fn)为峰值点fn的能量，E (fn-1)为峰值点fn_l的能量，E (fn-2)为峰值点fn_2的能量，E (fn-3)为峰值点fn-3的能量；
[0040]E(fn+1)为峰值点fn+1的能量，E (fn+2)为峰值点fn+2的能量，E (fn+3)为峰值点fn+3的能量。
[0041 ] 步骤14中，对获取峰值点进行概率判断的步骤包括:
[0042]若处理后的曲线上的峰值点在上次峰值点附近，则判断峰值点的有效计数达到计数上限？若否，有效计数加1，若是，结束；
[0043]若处理后的曲线上的峰值点不在上次峰值点附近，则判断峰值点的有效计数达到下限？若否，则有效计数减1，并重新采集下一个频点的能量值；若是，认定该峰值点有效并保存，直到获得7个有效峰值点。
[0044]现有技术中，导致峰值点错判的原因如下所述:
[0045]参考图1的理论曲线，一般的算法是对上述曲线查找峰峰值。峰峰值对应的频点作为该标签的响应频点。但在实际操作中，由于噪声、误差等原因，采集到的能量信号不是平滑的曲线。
[0046]如图2所示，较常见的实际曲线，fn点的波动是由于干扰所致。即使对图2波形进行平滑得到图3，也不能得到平滑的曲线，如果直接采用三点取峰值的方法，就极有可能取到fn点作为峰值。
[0047]这种情形可以采用本发明的上述实施例中的七点取峰值法，可以得到有效解决。即 E (fn-3) <E (fn-2) <E (fn-1) <E (fn)，且 E (fn) >E (fn+1) >E (fn+2) >E (fn+3)就可消除干扰。实际工况会有小概率的极端干扰，如图4所示；对其平滑后如图5，用七点找峰值法，仍然不能消除干扰。对此，可利用其小概率这一特点，对其进行计数判断。即，若本次峰值点在上次峰值点附近则直接认为本次测量有效同时保护计数加加或保持最大值；否则查看保护计数，若其为最小值则把本次峰值视为有效值，若不是最小值则计数减减并重新测量。
[0048]本发明的上述实施例所述的频分复用电子标签的算法用于SAW-RFID无源测温系统中，可以有效解决，在频分复用系统中常见的，标签频段漂移放大干扰的问题。
[0049]算法流程图如图6所示，假设标签带宽被分成75个频点(0?74):
[0050]采集0?74频点的能量值；
[0051]对能量值曲线进行平滑算法处理；
[0052]使用连续7点峰值法，判断曲线峰值；
[0053]峰值点在上次峰值点附近？若是，直接认为本次测量有效同时保护计数加加或保持最大值；否则查看有效计数，若其为最小值则把本次峰值视为有效值，若不是最小值则计数减减并重新测量。
[0054]本发明利用SAW-RFID实现设备运行时的实时监控，可以令电力运营部门预测故障，提前解决问题，避免了故障发生时带来的巨额经济损失以及人员伤亡。在利用SAW-RFID测温设备进行测温分析标签的回波能量时，测温设备以频分复用的方式支持多个标签。每个标签的带宽是固定的。当同时存在多个标签时，由于标签的频段漂移，相邻标签间使干扰影响放大。本发明采样多点取峰值和小概率事件计数结合算法，正确判断了标签带宽范围内能量峰值，能有效解决频段漂移放大干扰造成的影响。本发明的方案可扩展应用于数字信号处理等其他领域中的相关应用。
[0055]以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种基于物联网电力测温设备的频分复用标签的抗干扰方法，其特征在于，包括: 获取电子标签的回波能量曲线； 对所述电子标签的回波能量曲线进行平滑处理，得到处理后的曲线； 获取所述处理后的曲线的峰值点； 对峰值点进行概率判断。2.根据权利要求1所述的基于物联网电力测温设备的频分复用标签的抗干扰方法，其特征在于，所述峰值点的能量具有如下关系:E (fn-3) <E (fn-2) <E (fn_l) <E (fn)，且 E (fn) >E (fn+1) >E (fn+2) >E (fn+3);其中， E(fn)为峰值点fn的能量，E(fn-l)为峰值点fn_l的能量，E(fn_2)为峰值点fn_2的能量，E (fn-3)为峰值点fn-3的能量； E (fn+1)为峰值点fn+Ι的能量，E (fn+2)为峰值点fn+2的能量，E (fn+3)为峰值点fn+3的能量。3.根据权利要求1或2所述的基于物联网电力测温设备的频分复用标签的抗干扰方法，其特征在于，对峰值点进行概率判断的步骤包括: 若处理后的曲线上的峰值点在上次峰值点附近，则判断峰值点有效，并对其相应计数；若处理后的曲线上的峰值点不在上次峰值点附近，则判断峰值点的有效计数达到下限？若否，则有效计数减1，并重新采集该标签的能量值；若是，认定该峰值点有效并保存。
【专利摘要】本发明提供一种基于物联网电力测温设备的频分复用标签的抗干扰方法，其中方法包括：获取电子标签的回波能量曲线；对所述电子标签的回波能量曲线进行平滑处理，得到处理后的曲线；获取所述处理后的曲线的峰值点；对峰值点进行概率判断。本发明的方案可以有效解决在频分复用系统中常见的，标签频段漂移放大干扰的问题。
【IPC分类】G01K11/00, G01K15/00
【公开号】CN105277294
【申请号】CN201510782821
【发明人】韩飞
【申请人】北京华朔物联网科技有限公司
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年11月16日