CN107885115A - 一种智能型地下工程通风系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于工程建设领域,公开了一种智能型地下工程通风系统,包括工控机、智能控制器、数据处理系统、二氧化碳传感器、温湿度传感器、风扇机组。工控机、智能控制器、数据处理系统通过导线相连,智能处理器与风扇机组通过导线相连,数据处理系统与温湿度传感器、二氧化碳传感器通过导线相连。本发明当地下湿度二氧化碳浓度较高时,超过规定的范围值时,智能控制器及时打开风扇机组进行通风。及时换气和除湿,使工作人员的工作环境更加舒适。
Description
技术领域
本发明属于工程建设领域,尤其涉及一种智能型地下工程通风系统。
背景技术
地下工程与地面工程相比最大的特点就是潮湿,如果不进行经常性的通风,会对人员身体健康和设备的正常使用产生很大的影响。现有的相当一部分地下工程的通风空调设备都是靠人工控制,这种通风系统不仅需要消耗大量的人力,而且具有很大的随意性,常常会导致通风换气和除湿的不及时,影响工作环境的舒适性和设备的使用寿命,增加运行和维护的成本,已经不能适应现代社会的要求。
综上所述,现有技术存在的问题是:都是靠人工控制,需要消耗大量的人力,而且具有很大的随意性,常常会导致通风换气和除湿的不及时。
发明内容
针对现有技术存在的都是靠人工控制,需要消耗大量的人力,而且具有很大的随意性,常常会导致通风换气和除湿的不及时。
本发明是这样实现的,所述智能型地下工程通风系统包括工控机、智能控制器、数据处理系统、二氧化碳传感器、温湿度传感器、风扇机组;
工控机、智能控制器、数据处理系统通过导线相连,智能处理器与风扇机组通过导线相连,数据处理系统与温湿度传感器、二氧化碳传感器通过导线相连;
所述智能控制器计算接收信号s(t)的广义一阶循环累积量和广义二阶循环累积量通过计算接收信号s(t)的特征参数和利用最小均方误差分类器,识别出2FSK信号;计算接收信号的广义循环累积量按如下公式进行:
与均为广义循环矩,定义为:
其中s(t)为信号,n为广义循环矩的阶数,共轭项为m项;
接收信号s(t)的特征参数M1的理论值具体计算过程如下进行:
经计算可知,对于2FSK信号,该信号的为1,而对于MSK、BPSK,QPSK、8PSK、16QAM和64QAM信号的均为0,由此可以通过最小均方误差分类器将2FSK信号识别出来,该分类器的表达形式为:
式中为特征参数M1的实际值;
所述智能控制器计算接收信号s(t)的广义二阶循环累积量通过计算接收信号s(t)的特征参数和利用最小均方误差分类器,并通过检测广义循环累积量幅度谱的谱峰个数识别出BPSK信号和MSK信号;计算接收信号s(t)的广义二阶循环累积量按如下公式进行:
接收信号s(t)的特征参数M2的理论值具体计算公式为:
经过计算可知,BPSK信号和MSK信号的均为1,QPSK、8PSK、16QAM和64QAM信号的均为0,由此可以用最小均方误差分类器将BPSK、MSK信号与QPSK、8PSK、16QAM、64QAM信号分开;对于BPSK信号而言,在广义循环累积量幅度谱上仅在载频位置存在一个明显谱峰,而MSK信号在两个频率处各有一个明显谱峰,由此可通过特征参数M2和检测广义循环累积量幅度谱的谱峰个数将BPSK信号与MSK信号识别出来;
检测广义循环累积量幅度谱的谱峰个数的具体方法如下:
首先搜索广义循环累积量幅度谱的最大值Max及其位置对应的循环频率α0,将其小邻域[α0-δ0,α0+δ0]内置零,其中δ0为一个正数,若|α0-fc|/fc<σ0,其中δ0为一个接近0的正数,fc为信号的载波频率,则判断此信号类型为BPSK信号,否则继续搜索次大值Max1及其位置对应的循环频率α1;若|Max-Max1|/Max<σ0,并且|(α0+α1)/2-fc|/fc<σ0,则判断此信号类型为MSK信号;
所述数据处理系统对线性正则域的短时傅里叶变换谱做Hough变换按以下进行:
2.1)极坐标方程为ρ=tcosθ+fsinθ,其中,(t,f)为时频域上的点,ρ为该点到原点的距离,θ为过该点和原点的直线与x轴的夹角,将极坐标空间(ρ,θ)量化为(ρu,θv),u=1,...,M,v=1,...,N,得到M×N的二维矩阵M(ρ,θ);M(ρ,θ)是一个累加器,初始值为0;
2.2)对应时频域上的每个点(t,f),其谱幅度为|LA(t,f)|2,为提高计算速度,设定当某个点的谱幅度大于所有点的谱幅度的最大值的时则进行Hough变换,否则忽略掉该点;
2.3)对满足谱幅度大于所有点的谱幅度的最大值的点(t,f),将θ的所有量化值代入极坐标方程,求出相应的ρ,并将累加器加上|LA(t,f)|2,即M(ρ,θ)=M(ρ,θ)+|LA(t,f)|2,得到Hough变换矩阵M(ρ,θ)。
进一步,所述二氧化碳传感器为传感器A,传感器A的量测模型如下:
YA(tk-1)、YA(tk)、YA(tk+1)分别为传感器A对目标在tk-1,tk,tk+1时刻的本地笛卡尔坐标系下的量测值,分别为:
其中,Y'A(tk-1)、Y'A(tk)、Y'A(tk+1)分别为传感器A在tk-1,tk,tk+1时刻的本地笛卡尔坐标系下的真实位置;CA(t)为误差的变换矩阵;ξA(t)为传感器的系统误差;为系统噪声,为零均值、相互独立的高斯型随机变量,噪声协方差矩阵分别为RA(k-1)、RA(k)、RA(k+1)。
本发明的优点及积极效果为:当地下湿度二氧化碳浓度较高时,超过规定的范围值时,智能控制器及时打开风扇机组进行通风。及时换气和除湿,使工作人员的工作环境更加舒适。
附图说明
图1是本发明实施例提供的智能型地下工程通风系统的结构示意图;
图中:1、工控机;2、智能控制器;3、数据处理系统;4、温湿度传感器;5、二氧化碳传感器;6、风扇机组。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效,兹例举以下实施例,并配合附图详细说明如下。
下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。
如图1所示,本发明实施例提供的智能型地下工程通风系统包括工控机1、智能控制器2、数据处理系统3、温湿度传感器4、二氧化碳传感器5、风扇机组6。
工控机1、智能控制器2、数据处理系统3通过导线相连;所述智能处理器2与风扇机组6通过导线相连;所述数据处理系统3与温湿度传感器4、二氧化碳传感器5通过导线相连。
工控机1型号为研华IPC-610-L。
智能控制器2为控制风扇机组的中央处理器,型号为美国Omega系列。
温湿度传感器4型号是HTS系列。
二氧化碳传感器5型号是HTS系列。
所述智能控制器计算接收信号s(t)的广义一阶循环累积量和广义二阶循环累积量通过计算接收信号s(t)的特征参数和利用最小均方误差分类器,识别出2FSK信号;计算接收信号的广义循环累积量按如下公式进行:
与均为广义循环矩,定义为:
其中s(t)为信号,n为广义循环矩的阶数,共轭项为m项;
接收信号s(t)的特征参数M1的理论值具体计算过程如下进行:
经计算可知,对于2FSK信号,该信号的为1,而对于MSK、BPSK,QPSK、8PSK、16QAM和64QAM信号的均为0,由此可以通过最小均方误差分类器将2FSK信号识别出来,该分类器的表达形式为:
式中为特征参数M1的实际值;
所述智能控制器计算接收信号s(t)的广义二阶循环累积量通过计算接收信号s(t)的特征参数和利用最小均方误差分类器,并通过检测广义循环累积量幅度谱的谱峰个数识别出BPSK信号和MSK信号;计算接收信号s(t)的广义二阶循环累积量按如下公式进行:
接收信号s(t)的特征参数M2的理论值具体计算公式为:
经过计算可知,BPSK信号和MSK信号的均为1,QPSK、8PSK、16QAM和64QAM信号的均为0,由此可以用最小均方误差分类器将BPSK、MSK信号与QPSK、8PSK、16QAM、64QAM信号分开;对于BPSK信号而言,在广义循环累积量幅度谱上仅在载频位置存在一个明显谱峰,而MSK信号在两个频率处各有一个明显谱峰,由此可通过特征参数M2和检测广义循环累积量幅度谱的谱峰个数将BPSK信号与MSK信号识别出来;
检测广义循环累积量幅度谱的谱峰个数的具体方法如下:
首先搜索广义循环累积量幅度谱的最大值Max及其位置对应的循环频率α0,将其小邻域[α0-δ0,α0+δ0]内置零,其中δ0为一个正数,若|α0-fc|/fc<σ0,其中δ0为一个接近0的正数,fc为信号的载波频率,则判断此信号类型为BPSK信号,否则继续搜索次大值Max1及其位置对应的循环频率α1;若|Max-Max1|/Max<σ0,并且|(α0+α1)/2-fc|/fc<σ0,则判断此信号类型为MSK信号;
所述数据处理系统对线性正则域的短时傅里叶变换谱做Hough变换按以下进行:
2.1)极坐标方程为ρ=tcosθ+fsinθ,其中,(t,f)为时频域上的点,ρ为该点到原点的距离,θ为过该点和原点的直线与x轴的夹角,将极坐标空间(ρ,θ)量化为(ρu,θv),u=1,...,M,v=1,...,N,得到M×N的二维矩阵M(ρ,θ);M(ρ,θ)是一个累加器,初始值为0;
2.2)对应时频域上的每个点(t,f),其谱幅度为|LA(t,f)|2,为提高计算速度,设定当某个点的谱幅度大于所有点的谱幅度的最大值的时则进行Hough变换,否则忽略掉该点;
2.3)对满足谱幅度大于所有点的谱幅度的最大值的点(t,f),将θ的所有量化值代入极坐标方程,求出相应的ρ,并将累加器加上|LA(t,f)|2,即M(ρ,θ)=M(ρ,θ)+|LA(t,f)|2,得到Hough变换矩阵M(ρ,θ)。
所述二氧化碳传感器为传感器A,传感器A的量测模型如下:
YA(tk-1)、YA(tk)、YA(tk+1)分别为传感器A对目标在tk-1,tk,tk+1时刻的本地笛卡尔坐标系下的量测值,分别为:
其中,Y'A(tk-1)、Y'A(tk)、Y'A(tk+1)分别为传感器A在tk-1,tk,tk+1时刻的本地笛卡尔坐标系下的真实位置;CA(t)为误差的变换矩阵;ξA(t)为传感器的系统误差;为系统噪声,为零均值、相互独立的高斯型随机变量,噪声协方差矩阵分别为RA(k-1)、RA(k)、RA(k+1)。
本发明的工控机1是一种工业控制计算机,对智能控制器和数据处理系统进行检测和控制,人为进行操作,设定参数。当温湿度传感器4二氧化碳传感器5在地下检测到二氧化碳浓度或湿度高于设定范围值时,智能控制器2控制打开风扇机组6,直到地下二氧化碳浓度或湿度小于设定范围值,智能控制器2关闭风扇机组6。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改,等同变化与修饰,均属于本发明技术方案的范围内。
Claims (2)
1.一种智能型地下工程通风系统,其特征在于,所述智能型地下工程通风系统包括工控机、智能控制器、数据处理系统、二氧化碳传感器、温湿度传感器、风扇机组;
工控机、智能控制器、数据处理系统通过导线相连,智能处理器与风扇机组通过导线相连,数据处理系统与温湿度传感器、二氧化碳传感器通过导线相连;
所述智能控制器计算接收信号s(t)的广义一阶循环累积量和广义二阶循环累积量通过计算接收信号s(t)的特征参数和利用最小均方误差分类器,识别出2FSK信号;计算接收信号的广义循环累积量按如下公式进行:
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与均为广义循环矩,定义为:
其中s(t)为信号,n为广义循环矩的阶数,共轭项为m项;
接收信号s(t)的特征参数M1的理论值具体计算过程如下进行:
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经计算可知,对于2FSK信号,该信号的为1,而对于MSK、BPSK,QPSK、8PSK、16QAM和64QAM信号的均为0,由此可以通过最小均方误差分类器将2FSK信号识别出来,该分类器的表达形式为:
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式中为特征参数M1的实际值;
所述智能控制器计算接收信号s(t)的广义二阶循环累积量通过计算接收信号s(t)的特征参数和利用最小均方误差分类器,并通过检测广义循环累积量幅度谱的谱峰个数识别出BPSK信号和MSK信号;计算接收信号s(t)的广义二阶循环累积量按如下公式进行:
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经过计算可知,BPSK信号和MSK信号的均为1,QPSK、8PSK、16QAM和64QAM信号的均为0,由此可以用最小均方误差分类器将BPSK、MSK信号与QPSK、8PSK、16QAM、64QAM信号分开;对于BPSK信号而言,在广义循环累积量幅度谱上仅在载频位置存在一个明显谱峰,而MSK信号在两个频率处各有一个明显谱峰,由此可通过特征参数M2和检测广义循环累积量幅度谱的谱峰个数将BPSK信号与MSK信号识别出来;
检测广义循环累积量幅度谱的谱峰个数的具体方法如下:
首先搜索广义循环累积量幅度谱的最大值Max及其位置对应的循环频率α0,将其小邻域[α0-δ0,α0+δ0]内置零,其中δ0为一个正数,若|α0-fc|/fc<σ0,其中δ0为一个接近0的正数,fc为信号的载波频率,则判断此信号类型为BPSK信号,否则继续搜索次大值Max1及其位置对应的循环频率α1;若|Max-Max1|/Max<σ0,并且|(α0+α1)/2-fc|/fc<σ0,则判断此信号类型为MSK信号;
所述数据处理系统对线性正则域的短时傅里叶变换谱做Hough变换按以下进行:
2.1)极坐标方程为ρ=t cosθ+f sinθ,其中,(t,f)为时频域上的点,ρ为该点到原点的距离,θ为过该点和原点的直线与x轴的夹角,将极坐标空间(ρ,θ)量化为(ρu,θv),u=1,...,M,v=1,...,N,得到M×N的二维矩阵M(ρ,θ);M(ρ,θ)是一个累加器,初始值为0;
2.2)对应时频域上的每个点(t,f),其谱幅度为|LA(t,f)|2,为提高计算速度,设定当某个点的谱幅度大于所有点的谱幅度的最大值的时则进行Hough变换,否则忽略掉该点;
2.3)对满足谱幅度大于所有点的谱幅度的最大值的点(t,f),将θ的所有量化值代入极坐标方程,求出相应的ρ,并将累加器加上|LA(t,f)|2,即M(ρ,θ)=M(ρ,θ)+|LA(t,f)|2,得到Hough变换矩阵M(ρ,θ)。
2.如权利要求1所述的智能型地下工程通风系统,其特征在于,所述二氧化碳传感器为传感器A,传感器A的量测模型如下:
YA(tk-1)、YA(tk)、YA(tk+1)分别为传感器A对目标在tk-1,tk,tk+1时刻的本地笛卡尔坐标系下的量测值,分别为:
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其中,Y'A(tk-1)、Y'A(tk)、Y'A(tk+1)分别为传感器A在tk-1,tk,tk+1时刻的本地笛卡尔坐标系下的真实位置;CA(t)为误差的变换矩阵;ξA(t)为传感器的系统误差;为系统噪声,为零均值、相互独立的高斯型随机变量,噪声协方差矩阵分别为RA(k-1)、RA(k)、RA(k+1)。
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