[发明专利]一种外科简易换药清创台

权利要求书

1.一种外科简易换药清创台，其特征在于，所述外科简易换药清创台包括：

用于对储水箱的温度进行采集的温度传感器；

用于对储水箱的液位进行采集的第一液位传感器和第二液位传感器；

时间对准过程完成传感器数据之间在时间上的对准，第一液位传感器为传感器A、第二液位传感器为传感器B在本地直角坐标系下的量测数据分别为Y_A(t_i)和Y_B(t_i)，且传感器A的采样频率大于传感器B的采样频率，则由传感器A向传感器B的采样时刻进行配准，具体为：

采用内插外推的时间配准算法将传感器A的采样数据向传感器B的数据进行配准，使得两个传感器在空间配准时刻对同一个目标有同步的量测数据，内插外推时间配准算法如下：

在同一时间片内将各传感器观测数据按测量精度进行增量排序，然后将传感器A的观测数据分别向传感器B的时间点内插、外推，以形成一系列等间隔的目标观测数据，采用常用的三点抛物线插值法的进行内插外推时间配准算法得传感器A在t_Bk时刻在本地直角坐标系下的量测值为：

其中，t_Bk为配准时刻，t_k-1,t_k,t_k+1为传感器A距离配准时刻最近的三个采样时刻，Y_A(t_k-1),Y_A(t_k),Y_A(t_k+1)分别为其对应的对目标的探测数据；

完成时间配准后，根据传感器A的配准数据与传感器B的采样数据，采用基于地心地固坐标系下的伪量测法实现传感器A和传感器B的系统误差的估计；基于ECEF的系统误差估计算法具体为：

假设k时刻目标在本地直角坐标系下真实位置为 X'₁(k)＝[x'₁(k),y'₁(k),z'₁(k)]^T，极坐标系下对应的量测值为分别为距离、方位角、俯仰角；转换至本地直角坐标系下为X₁(k)＝[x₁(k),y₁(k),z₁(k)]^T；传感器系统偏差为,分别为距离、方位角和俯仰角的系统误差；于是有

其中表示观测噪声,均值为零、方差为

式(1)可以用一阶近似展开并写成矩阵形式为：

X'₁(k)＝X₁(k)+C(k)[ξ(k)+n(k)] (3)

其中，

设两部传感器A和B,则对于同一个公共目标(设地心地固坐标系下为X'_e＝[x'_e,y'_e,z'_e]^T)，可得

X'_e＝X_As+B_AX'_A1(k)＝X_Bs+B_BX'_B1(k) (4)

B_A，B_B分别为目标在传感器A与传感器B本地坐标下的位置转换到ECEF坐标系下的位置时的转换矩阵；

定义伪量测为：

Z(k)＝X_Ae(k)-X_Be(k) (5)

其中，X_Ae(k)＝X_As+B_AX_A1(k)；X_Be(k)＝X_Bs+B_BX_B1(k)

将式(2)、式(3)代入式(4)可以得到关于传感器偏差的伪测量方程

Z(k)＝H(k)β(k)+W(k) (6)

其中，Z(k)为伪测量向量；H(k)为测量矩阵；β为传感器偏差向量；W(k)为测量噪声向量；由于n_A(k),n_B(k)为零均值、相互独立的高斯型随机变量,因此W(k)同样是零均值高斯型随机变量,其协方差矩阵为R(k)；

用于对废水箱的液位进行采集的第三液位传感器和第四液位传感器；

分别与温湿度传感器、第一液位传感器、第二液位传感器、第三液位传感器和第四液位传感器相连接，用于对接收的数据进行分析和处理的单片机；

与单片机相连接，用于进行操作的操作显示屏；

与单片机相连接，用于提供清水的微型抽水泵；

与单片机相连接，用于加热清水的热水器；

与单片机相连接，用于对废料进行杀菌消毒的紫外线杀菌灯；

与单片机相连接，用于发射和接收无线信号的无线射频收发模块；

与无线射频收发模块通过GPRS无线网络无线连接，用于进行数据传输和交换的数据终端；

与单片机相连接，用于提供电源的电源模块；

所述第一液位传感器设置在储水箱的内腔顶部，且第二液位传感器设置在储水箱的内腔底部；

所述第三液位传感器设置在废水箱的内腔顶部，且第四液位传感器设置在储水箱的内腔底部；

所述单片机与给水控制阀连接，用于打开供水管路向储水箱中供水；

所述单片机与排水控制阀连接，用于打开排水管路将废水箱中的废水进行排出；

所述单片机通过驱动控制器与步进电机连接，用于给换药清创台提供行走动力。

2.如权利要求1所述的外科简易换药清创台，其特征在于，所述无线射频收发模块的无线定位方法具体包括以下步骤：

待定位节点O通信范围内的锚节点坐标为A_i(x_i,y_i)，其中i＝0,1,…,n(n≥4)；

步骤一：待定位节点对接收信号r(t)进行采样得到采样信号r(n)，其中，n＝0,1,…,N-1，N表示OFDM符号包含的子载波个数，同时记录所接收到的信号的发送节点为A_i(x_i,y_i)；

步骤二：根据采样信号r(n)，计算互相关值E：

步骤三：根据对数距离路径损耗模型，如下公式计算待定位节点与锚节点A_i之间的距离：

Pr(d′_i)＝Pr(d₀)-10·γlg(d′_i)+X_σ；

其中，Pr(d′_i)表示距离发送端距离为d′_i时获取的互相关值，Pr(d₀)表示距离发送端d₀＝1米处获取的互相关值，γ表示路径损耗因子，lg(·)表示底为10的对数运算，X_σ服从均值为0、标准差为σ的高斯分布；

利用上式计算出各个锚节点与待定位节点O之间的距离分别为d′_i，对应的锚节点的坐标分别为A_i(x_i,y_i)，其中i＝0,1,2,…,n；

步骤四：根据自适应距离修正算法，估计出待定位节点的坐标O(x,y)。