[发明专利]基于物联网电力测温设备的标签带宽扩展测量分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及物联网中利用声表面波射频识别技术（SAW-RFID）对电力系统相关设备进行温度测量的一种数字信号处理的方法，特别是涉及一种基于物联网电力测温设备的标签带宽扩展测量分析方法。

背景技术

随着物联网技术的深入发展，物品管理、设备运行监控等成为物联网的重要前端技术。利用SAW-RFID实现设备运行时的时时监控，可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。

利用SAW-RFID测温设备进行测温的原理是：随着标签温度的改变，标签的响应频点也会按一定规律变化。首先测温设备向标签发射射频信号，接下来测量标签返回的射频信号，然后对接收到的射频信号进行分析处理，得到标签的响应频点。最终将标签的响应频点转换为对应的温度。

具体的温度测量的过程如下：首先测温设备向标签发射固定频率的射频信号，持续一段时间后停止发射，测温设备再对标签返回的射频信号进行能量检测，记录此频点的能量值。之后测温设备进行频率递进，再次测量该标签在其它频点下返回的射频信号的能量值。按上述方法扫描标签的整个带宽。利用以上采集到的所有数据绘制出该标签的“频率——能量”曲线（频谱曲线）。分析该曲线，找到曲线的峰峰值。峰峰值所在的频点即为该标签的响应频点。将响应频点代入公式进行计算，即可得到标签的温度值。

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且相邻的。相邻标签间保留了一定的保护带宽，以避免标签相互间的干扰。但是，由于标签的个体差异、信号强度等原因，造成相邻标签的返回能量差异比较大时，即使存在保护带宽，干扰也是不可避免的。干扰造成曲线峰峰值判断出现偏差，最终造成温度判断错误。

发明内容

鉴于上述技术现状，本发明提供一种基于物联网电力测温设备的标签带宽扩展测量分析方法。本方法优化设计之后，应用于物联网电力测温设备中，可以有效解决在频分复用型射频系统中常见的相邻频段间标签相互影响的问题。采用扩展测量分析法，在相邻标签间存在干扰，不能正确判断标签的回波能量时，通过扩展测量标签带宽外的能量值数据，对能量值曲线进行三次平滑处理，得到标签回波的准确数据，最终达到有效抗干扰的目的。

    本发明采取的技术方案是：一种基于物联网电力测温设备的标签带宽扩展测量分析方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：设标签带宽被平均分成M个频点，设两侧带宽边缘各包含N个频点，首先测量并采集标签带宽范围内的所有M个频点的能量值数据，获得能量值曲线，然后使用五点三次平滑算法对能量值曲线进行平滑处理，以消除锯齿状曲线出现的多个峰值。

步骤二：经平滑处理后的能量值曲线，在标签带宽M个频点范围内查找曲线峰峰值，并判断峰峰值是否出现在标签带宽左侧边缘的N个频点范围内，如果曲线峰峰值未出现在标签带宽左侧边缘的N个频点范围内，则直接执行下一步骤，如果曲线峰峰值出现在标签带宽左侧边缘的N个频点范围内，则测量范围由标签带宽内的M个频点向标签带宽外左侧扩展N个频点，然后对扩展后的标签带宽（N+M）范围内的所有频点进行整合，测量并采集扩展后的标签带宽（N+M）范围内所有频点的能量值数据，获得新的能量值曲线，再次使用五点三次平滑算法对新的能量值曲线进行整体平滑处理。

步骤三：经步骤二平滑处理后的能量值曲线，再次在标签带宽M个频点范围内查找曲线峰峰值，并判断峰峰值是否出现在标签带宽右侧边缘的N个频点范围内，如果曲线峰峰值未出现在标签带宽右侧边缘的N个频点范围内，则判断当前查找到的曲线峰峰值即为准确的曲线峰峰值，如果曲线峰峰值出现在标签带宽右侧边缘的N个频点范围内，则测量范围由标签带宽（N+M）向标签带宽外右侧扩展N个频点，然后对扩展后的标签带宽（N+M+ N）范围内的所有频点进行整合，测量并采集扩展后的标签带宽（N+M+ N）范围内所有频点的能量值数据，获得新的能量值曲线，再次使用五点三次平滑算法对新的能量值曲线进行整体平滑处理。

步骤四：经步骤三平滑处理后的能量值曲线，继续再次在标签带宽M个频点范围内查找曲线峰峰值，查找到的曲线峰峰值即为准确的曲线峰峰值。