CN114966537A - 一种基于待测量目标结构的测量信号处理方法及相关设备 - Google Patents

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CN114966537A CN202210374049.8A CN202210374049A CN114966537A CN 114966537 A CN114966537 A CN 114966537A CN 202210374049 A CN202210374049 A CN 202210374049A CN 114966537 A CN114966537 A CN 114966537A
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张莎
农华斌
李腾飞
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Abstract

本发明公开了一种基于待测量目标结构的测量信号处理方法及相关设备,将无芯片RFID传感器设置于待测量目标结构的物体表面,通过感应电流反馈待测量目标结构的裂缝数据,并将测量信号发送给阅读器;阅读器的接收端接收到所述测量信号后,通过CFO和高通滤波器进行滤波,通过直流电拆除模块去除直流,并通过信道估计模块将处理后的测量信号传输给查询和确认传输模块;查询和确认传输模块对处理后的测量信号进行特征提取,通过傅里叶曲线拟合法对测量信号不同特征提取的数值进行调整以逼近相位曲线缺失的部分,并将数据发送至阅读器的接收端。本发明通过贴附在待测量目标结构的振动RFID标签进行信号RSSI和相位特殊的提取,实现了对待测量目标结构的安全监测。

Description

一种基于待测量目标结构的测量信号处理方法及相关设备
技术领域
本发明涉及结构安全监测领域和射频识别技术领域,尤其涉及一种基于待测量目标结构的测量信号处理方法、系统、终端及计算机可读存储介质。
背景技术
定位或运动检测的射频识别(UHF RFID)系统日益受到重视,传统的定位算法是基于检测标签在若干空间分布的天线上的接收信号强度(RSSI)。然而,这种方法在复杂的传播环境(如室内)中变得不可靠,因为RSSI很容易受到多径衰减的影响。此外,RSSI还可能受到标签对象的属性和标签上的入射功率的影响。
与RSSI相比,背向散射标签的相位受杂波和多径环境的影响较小。近年来,基于到达相位(PoA)、到达相位差(PDoA)和反合成孔径雷达(ISAR,一种结合PoA和PDoA的技术)的不同技术已经被开发出来,并取得了更好的厘米级的定位精度。由于精确定位方面的挑战,许多RFID的应用都是通过门户来实现的,标签在通过一个狭窄的开口时被读取,从而可以推断出门户的一侧或另一侧的位置。然而,这种方法仍然存在检测运动方向的问题,并将已经通过门户的标签与那些在附近经过的标签分开。同样,相位信息可以用来协助这一应用。
大多数商用RFID阅读器可以报告RSSI和相位测量值(有180°的模糊度)。相位的测量是相对于传输的载波振荡器而言的。然而,这种模糊性意味着有无数条从阅读器发射器通过标签到接收器的双向路径可能导致测量的相位。为了提供有用的信息,必须进行一些相位测量,或者在不同的天线位置、标签移动时的不同标签位置、不同的载波频率,或三者的组合。然而,这个概念与大多数商业RFID阅读器所能实现的相矛盾,因为单个收发器通常是在多个天线上进行时分复用(TDM),所以对每个标签的读取只能进行单一的相位测量。因此,随着接收天线的数量或所需频率的增加,标签的吞吐量也会减少。
因此,现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种基于待测量目标结构的测量信号处理方法、系统、终端及计算机可读存储介质,旨在解决现有技术中无法准确检测待测量目标结构的信号,从而无法有效进行结构健康监测的问题。
为实现上述目的,本发明提供一种基于待测量目标结构的测量信号处理方法,所述基于待测量目标结构的测量信号处理方法包括如下步骤:
将无芯片RFID传感器设置于待测量目标结构的物体表面,通过产生的感应电流反馈待测量目标结构的裂缝数据,并将测量信号发送给阅读器;
所述阅读器的接收端接收到所述测量信号后,通过CFO和高通滤波器进行滤波,通过直流电拆除模块去除直流,并通过信道估计模块将处理后的测量信号传输给查询和确认传输模块;
所述查询和确认传输模块对处理后的测量信号进行特征提取,通过傅里叶曲线拟合法对测量信号不同特征提取的数值进行调整以逼近相位曲线缺失的部分,并将处理过的数据发送至所述阅读器的接收端。
可选地,所述的基于待测量目标结构的测量信号处理方法,其中,所述通过产生的感应电流反馈待测量目标结构的裂缝数据,具体为:
通过测量电流路径反馈裂缝的位置和深度,且裂缝越深则电流路径越长。
可选地,所述的基于待测量目标结构的测量信号处理方法,其中,所述无芯片RFID传感器包括:用于数据识别和传输的谐振器和用于传感器的谐振器。
可选地,所述的基于待测量目标结构的测量信号处理方法,其中,所述基于待测量目标结构的测量信号处理方法还包括:
当测量信号中的直流成分被去除后,剩下的交流成分通过计算标签的RSSI公式和相位公式:
Figure BDA0003590079330000031
Figure BDA0003590079330000032
其中,Z0是阅读器的接收端的输入阻抗,RSSI表示信号接收强度,φ表示相位,Iac表示电流信号的实部,Qac表示电流信号的虚部。
可选地,所述的基于待测量目标结构的测量信号处理方法,其中,提取无芯片RFID传感器的RFID标签信号通过背向散射的通信方式完成。
可选地,所述的基于待测量目标结构的测量信号处理方法,其中,在信号检测过程中,将持续的基带信号与背向散射信号分开,从基带中提取振动信号。
可选地,所述的基于待测量目标结构的测量信号处理方法,其中,所述待测量目标结构包括:飞机、桥梁和铁轨。
此外,为实现上述目的,本发明还提供一种基于待测量目标结构的测量信号处理系统,其中,所述基于待测量目标结构的测量信号处理系统包括:
预处理模块,用于将无芯片RFID传感器设置于待测量目标结构的物体表面,通过产生的感应电流反馈待测量目标结构的裂缝数据,并将测量信号发送给阅读器;
信号处理模块,用于所述阅读器的接收端接收到所述测量信号后,通过CFO和高通滤波器进行滤波,通过直流电拆除模块去除直流,并通过信道估计模块将处理后的测量信号传输给查询和确认传输模块;
插值提炼模块,用于所述查询和确认传输模块对处理后的测量信号进行特征提取,通过傅里叶曲线拟合法对测量信号不同特征提取的数值进行调整以逼近相位曲线缺失的部分,并将处理过的数据发送至所述阅读器的接收端。
此外,为实现上述目的,本发明还提供一种终端,其中,所述终端包括:存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于待测量目标结构的测量信号处理程序,所述基于待测量目标结构的测量信号处理程序被所述处理器执行时实现如上所述的基于待测量目标结构的测量信号处理方法的步骤。
此外,为实现上述目的,本发明还提供一种计算机可读存储介质,其中,所述计算机可读存储介质存储有基于待测量目标结构的测量信号处理程序,所述基于待测量目标结构的测量信号处理程序被处理器执行时实现如上所述的基于待测量目标结构的测量信号处理方法的步骤。
本发明中,将无芯片RFID传感器设置于待测量目标结构的物体表面,通过产生的感应电流反馈待测量目标结构的裂缝数据,并将测量信号发送给阅读器;所述阅读器的接收端接收到所述测量信号后,通过CFO和高通滤波器进行滤波,通过直流电拆除模块去除直流,并通过信道估计模块将处理后的测量信号传输给查询和确认传输模块;所述查询和确认传输模块对处理后的测量信号进行特征提取,通过傅里叶曲线拟合法对测量信号不同特征提取的数值进行调整以逼近相位曲线缺失的部分,并将处理过的数据发送至所述阅读器的接收端。本发明通过贴附在待测量目标结构的振动RFID标签进行信号RSSI和相位特殊的提取,实现了对待测量目标结构的安全监测。
附图说明
图1是FM0的扩展序言的示意图;
图2是本发明基于待测量目标结构的测量信号处理方法的较佳实施例的流程图;
图3是本发明基于待测量目标结构的测量信号处理方法的较佳实施例中信号提取过程的原理示意图;
图4是本发明基于待测量目标结构的测量信号处理方法的较佳实施例中估计标签的RSSI和相位的流程示意图;
图5是本发明基于待测量目标结构的测量信号处理方法的较佳实施例中SDR和阅读器载波之间频率偏移的影响的示意图;
图6是本发明基于待测量目标结构的测量信号处理系统的较佳实施例的原理示意图;
图7为本发明终端的较佳实施例的运行环境示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确,以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
在发明中,使用了一个半相干嗅探器,例如该设备是固定式RFID UHF读写器,这样超高频RFID标签的相位和RSSI可以由低成本的商品软件定义无线电(SDR)通过嗅探阅读器和标签的通信来检索,没有外部参考信号。以前的嗅探系统由于在RFID阅读器和嗅探器中使用不同的参考振荡器而不连贯,目的只是为了分析协议。本发明利用在嗅探器上检测到的阅读器信号,允许测量标签信号相对于阅读器载体的相位。
SDR本身有一个FPGA和一个CPU,通过一些进一步的软件开发努力,可以获得标签的ID、相位和RSSI,并以无线方式上传到中央数据库进行进一步处理。通过监听相同的阅读器-标签通信,一些分布式SDR嗅探器可以合作,从多个地点同时提供标签的相位和RSSI信息,有效地将传统的单输入单输出(SISO)RFID系统转换为无线单输入多输出(SIMO)RFID系统。由于没有使用时分复用技术,标签的吞吐量不会受到影响。由于缺乏必要的外部参考信号,因此系统易于部署。
载波频率偏移(CFO)是无线通信系统中的一个常见现象。当接收器中用于下变频的本地振荡器信号与接收信号中的载波信号不同步时,经常会发生这种现象。其结果是,接收到的载波信号的频率与发射信号的频率不一致,导致频谱偏移。CFO通常由两个主要因素引起:1)由于发射器和接收器的振荡器之间的时钟漂移率不同而导致的频率不匹配;2)发射器对接收器移动时的多普勒效应。
为了更好地了解CFO的影响,对双标签(Two-Tags)进行了一组经验性实验,使用Speedway软件,配置ImpinJ R420,以920.63MHz的频率询问一个静态标签。同时,使用USRPN210来估计嗅到的CW的频率。接收到的信号应该正好在920.63MHz尖峰,但实际出现在920.6682MHz,导致约38.25kHz的偏移。
在RFID系统中,一个标签的长回复包含四个字段,6位序言、2位PC、96位EPC和16位CRC。显然,序言是估计CFO的一个理想字段,图1显示了FM0的扩展序言,它包含12个连续的数据“0”序列,每个序列的持续时间为25μs。去掉开头和结尾的两个序列,使用中间的10个序列来进行自相关,这10个序列被分为两个重叠的片段,每个片段有9个序列,即样本数Γ=50×9=450,虽然以FM0编码的标签回复为例,但类似的相同序列也可以在米勒编码的信号中找到,所提出的CFO估计器也适用。因此,在应用米勒编码时,省略了描述。
通过消除载波频率偏移造成的误差,本发明已经成功地将持续的基带信号与背向散射信号分开,最终目的是要从基带中提取振动信号。本发明较佳实施例所述的基于待测量目标结构的测量信号处理方法,如图2和图3所示,所述基于待测量目标结构的测量信号处理方法包括以下步骤:
步骤S10、将无芯片RFID传感器设置于待测量目标结构的物体表面,通过产生的感应电流反馈待测量目标结构的裂缝数据,并将测量信号发送给阅读器。
具体地,如图3所示,当将无芯片RFID传感器置于要测量的待测量目标结构(例如飞机、桥梁和铁轨等大型设备)的物体表面时,可以通过产生的感应电流反馈测量物体的裂缝数据。这是由于待测物体表面的电流路径长度会发生改变,而且裂缝越深,则电流路径越长,可以通过测量电流路径反馈裂缝的位置和深度;对于RFID标签信号主要通过无芯片RFID传感器,该部分主要分为用于数据识别和传输的谐振器和用于传感器的谐振器。提取过程中主要是通过背向散射的通信方式,由于标签在阅读器广播命令时保持沉默,阅读器不应收到阅读器命令的谐波。但是商业阅读器不能很好地抑制谐波,最终的基带信号有可能仍然含有命令的谐波。
步骤S20、所述阅读器的接收端接收到所述测量信号后,通过CFO和高通滤波器进行滤波,通过直流电拆除模块去除直流,并通过信道估计模块将处理后的测量信号传输给查询和确认传输模块。
具体地,如图3所示,阅读器包括一个发送端和一个接收端,接收端收到测量信号,通过CFO和高通滤波器进行滤波,然后通过直流电拆除模块去除直流,最后通过信道估计等模块将结果传输给查询和确认传输模块。
由于每个标签的阻抗状态在反向散射时都会发生变化,因此收到的射频信号将是星座中的两个簇,每个簇对应于标签信号的一个状态。理论上,两个簇都应该在原点的同一直线上,当标签振动时,两个簇应该以类似的轨迹移动,并有相同的相位变化。然而,由于直流偏移的影响,集群与原点不能很好地碰撞,它们的相位变化落在不同的范围内,这导致了相位跳跃问题,当直接测量整个基带信号的相位时,可能会造成干扰。
高通滤波器是一种有效的去除直流的方法,然而,对于Two-Tags来说,即使消除了直流,跳相问题仍然存在,这是因为去除直流只使两个集群围绕原点对称,它们的相位值仍然落在不同的范围内,相位跳跃也会发生。
在Two-Tags中,只选择一个集群进行相位测量。具体来说,Two-Tags对标签回复信号进行解码,并识别出每个比特'0'和比特'1'。然后,根据编码方案,选择高级别样本来测量其相位变化。对于低级别的样本,Two-Tags使用线性插值来估计它们的相位变化,然后用一个平均滤波器来平滑曲线,消除环境噪声造成的干扰,以及估计误差。受益远高于振动频率(约几千赫兹)的高采样频率(约2MHz),Two-Tags可以通过使用平均滤波器消除大部分的环境噪声。
步骤S30、所述查询和确认传输模块对处理后的测量信号进行特征提取,通过傅里叶曲线拟合法对测量信号不同特征提取的数值进行调整以逼近相位曲线缺失的部分,并将处理过的数据发送至所述阅读器的接收端。
具体地,如图3所示,当信号到达查询和确认传输模块时,首先对信号进行特征提取,然后通过傅里叶曲线拟合法对信号不同特征提取的数值进行调整以逼近相位曲线缺失的部分,最后将处理过的数据发送至接收端。
此外,标签的背向散射信号只占整个讯问轮持续时间70%左右,因此,Two-Tags仍然需要近似估计标签不回复时的休息时间的相位变化,Two-Tags假设振动信号是由一系列不同频率的简谐振动组成的,并使用傅里叶曲线拟合法来逼近相位曲线的缺失部分。
大多数商用RFID阅读器的发射器和接收器共享同一个本地振荡器(LO),因此可以进行全相干检测,以测量标签的背散射功率和相位。在接收端(接收器)上,复杂的解调电压包括:(i)从发射器到接收器的泄漏电压,(ii)来自周围环境的散射电压,以及(iii)标签在不同调制状态下的背向散射电压。由于(i)和(ii),收到的I和Q信号会有一些直流成分。此外,标签的背向散射数据包包含静态和调制成分,因此也会导致一些直流,但贡献没有(i)和(ii)造成的那么大,因为收到的标签信号强度通常要弱得多。当IQ信号中的直流成分被去除后,剩下的交流成分可以通过来计算标签的RSSI公式(1)和相位公式(2)。
Figure BDA0003590079330000111
Figure BDA0003590079330000112
其中,Z0是阅读器的接收端的输入阻抗,RSSI表示信号接收强度,φ表示相位,Iac表示电流信号的实部,Qac表示电流信号的虚部。
为了确保在有小的频率偏移的情况下,CW和相邻的标签数据包经历相同的相位偏移,数据包的长度必须很短,频率必须密切匹配。图4显示了本发明工作中估计标签的RSSI和相位的流程图。由于标签和阅读器的泄漏信号之间存在巨大的功率差距,它们可以很容易地被分离;此外,由于所有的标签数据包都以相同的序言开始,因此可以使用匹配滤波器来定位每个标签数据包的开始(也是相应的CW数据包的结束)。
在嗅探系统中,发射端(发射器)和接收端(接收器)之间很可能存在频率不匹配(由于使用了不同的LO),除了IQ信号的失真,见图5中的(a),一个额外的(随时间变化的)相位项将被引入到复杂的IQ数据中,从而引入到标签的计算相位。如果频率偏移是随时间变化的,情况就会更复杂。尽管如此,由于在标签背向散射时,阅读器正在传输一个CW,引入每个标签数据包的相位偏移可以通过计算之前CW数据包的平均相位来估计,因此可以抵消(只要频率不匹配很小)。另一方面,无论频率偏移如何,RSSI将保持在类似的水平。这是因为额外的相位项只出现在复数指数中,因此对IQ振幅的影响很小。
由于CFO估计和补偿的性能将直接决定Two-Tags是否正常工作,首先测试提出的CFO估计器的性能。商用RFID阅读器的频率偏移并不稳定,因此很难为测试提供地面实况。因此,使用USRP设备对的CFO估算器进行测试。在一个USRP设备上实现了RFID阅读器,并允许它与标签进行通信,而另一个USRP则用于监听整个RFID通信的谐波段。为了确保测试不受USRP之间的CFO干扰,使用一个外部时钟源来同步两个USRP。通过调整USRP读卡器的载波频率引入一个已知的CFO,CFO的范围从10Hz到50Hz,步长为100Hz,见图5中的(b)。大约90%的CFO估计误差小于5.5Hz,50%的CFO估计。
Two-Tags的采样频率远远大于振动信号的频率,更高的采样频率可以更好地消除由环境噪声造成的干扰,提高振动频率估计的准确性,更高的采样频率可以更好地消除环境噪声的干扰,提高振动频率估计的准确性,Two-Tags在不同采样频率下的振动频率估计的性能和采样频率(振动频率设定为95Hz)的性能,随着采样频率的增加,估计的误差并没有明显减少,这是因为即使采样频率为2MHz,它也比振动频率高得多,在平均滤波器的帮助下,Two-Tags可以消除大部分的噪音干扰,因此,应用更高的采样频率并不能明显改善Two-Tags的性能。考虑到估计精度和时间成本,选择2MHz作为默认的采样频率。
进一步地,如图6所示,基于上述基于待测量目标结构的测量信号处理方法,本发明还相应提供了一种基于待测量目标结构的测量信号处理系统,其中,所述基于待测量目标结构的测量信号处理系统包括:
预处理模块51,用于将无芯片RFID传感器设置于待测量目标结构的物体表面,通过产生的感应电流反馈待测量目标结构的裂缝数据,并将测量信号发送给阅读器;
信号处理模块52,用于所述阅读器的接收端接收到所述测量信号后,通过CFO和高通滤波器进行滤波,通过直流电拆除模块去除直流,并通过信道估计模块将处理后的测量信号传输给查询和确认传输模块;
插值提炼模块53,用于所述查询和确认传输模块对处理后的测量信号进行特征提取,通过傅里叶曲线拟合法对测量信号不同特征提取的数值进行调整以逼近相位曲线缺失的部分,并将处理过的数据发送至所述阅读器的接收端。
进一步地,如图7所示,基于上述基于待测量目标结构的测量信号处理方法和系统,本发明还相应提供了一种终端,所述终端包括处理器10、存储器20及显示器30。图7仅示出了终端的部分组件,但是应理解的是,并不要求实施所有示出的组件,可以替代的实施更多或者更少的组件。
所述存储器20在一些实施例中可以是所述终端的内部存储单元,例如终端的硬盘或内存。所述存储器20在另一些实施例中也可以是所述终端的外部存储设备,例如所述终端上配备的插接式硬盘,智能存储卡(Smart Media Card,SMC),安全数字(SecureDigital,SD)卡,闪存卡(Flash Card)等。进一步地,所述存储器20还可以既包括所述终端的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器20用于存储安装于所述终端的应用软件及各类数据,例如所述安装终端的程序代码等。所述存储器20还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。在一实施例中,存储器20上存储有基于待测量目标结构的测量信号处理程序40,该基于待测量目标结构的测量信号处理程序40可被处理器10所执行,从而实现本申请中基于待测量目标结构的测量信号处理方法。
所述处理器10在一些实施例中可以是一中央处理器(Central Processing Unit,CPU),微处理器或其他数据处理芯片,用于运行所述存储器20中存储的程序代码或处理数据,例如执行所述基于待测量目标结构的测量信号处理方法等。
所述显示器30在一些实施例中可以是LED显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及OLED(Organic Light-Emitting Diode,有机发光二极管)触摸器等。所述显示器30用于显示在所述终端的信息以及用于显示可视化的用户界面。所述终端的部件10-30通过系统总线相互通信。
在一实施例中,当处理器10执行所述存储器20中基于待测量目标结构的测量信号处理程序40时实现所述基于待测量目标结构的测量信号处理的步骤。
本发明还提供一种计算机可读存储介质,其中,所述计算机可读存储介质存储有基于待测量目标结构的测量信号处理程序,所述基于待测量目标结构的测量信号处理程序被处理器执行时实现如上所述的基于待测量目标结构的测量信号处理方法的步骤。
综上所述,本发明提供一种基于待测量目标结构的测量信号处理方法及相关设备,所述方法包括:将无芯片RFID传感器设置于待测量目标结构的物体表面,通过产生的感应电流反馈待测量目标结构的裂缝数据,并将测量信号发送给阅读器;所述阅读器的接收端接收到所述测量信号后,通过CFO和高通滤波器进行滤波,通过直流电拆除模块去除直流,并通过信道估计模块将处理后的测量信号传输给查询和确认传输模块;所述查询和确认传输模块对处理后的测量信号进行特征提取,通过傅里叶曲线拟合法对测量信号不同特征提取的数值进行调整以逼近相位曲线缺失的部分,并将处理过的数据发送至所述阅读器的接收端。本发明通过贴附在待测量目标结构的振动RFID标签进行信号RSSI和相位特殊的提取,实现了对待测量目标结构的安全监测。
需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者终端中还存在另外的相同要素。
当然,本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关硬件(如处理器,控制器等)来完成,所述的程序可存储于一计算机可读取的计算机可读存储介质中,所述程序在执行时可包括如上述各方法实施例的流程。其中所述的计算机可读存储介质可为存储器、磁碟、光盘等。
应当理解的是,本发明的应用不限于上述的举例,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于待测量目标结构的测量信号处理方法,其特征在于,所述基于待测量目标结构的测量信号处理方法包括:
将无芯片RFID传感器设置于待测量目标结构的物体表面,通过产生的感应电流反馈待测量目标结构的裂缝数据,并将测量信号发送给阅读器;
所述阅读器的接收端接收到所述测量信号后,通过CFO和高通滤波器进行滤波,通过直流电拆除模块去除直流,并通过信道估计模块将处理后的测量信号传输给查询和确认传输模块;
所述查询和确认传输模块对处理后的测量信号进行特征提取,通过傅里叶曲线拟合法对测量信号不同特征提取的数值进行调整以逼近相位曲线缺失的部分,并将处理过的数据发送至所述阅读器的接收端。
2.根据权利要求1所述的基于待测量目标结构的测量信号处理方法,其特征在于,所述通过产生的感应电流反馈待测量目标结构的裂缝数据,具体为:
通过测量电流路径反馈裂缝的位置和深度,且裂缝越深则电流路径越长。
3.根据权利要求1所述的基于待测量目标结构的测量信号处理方法,其特征在于,所述无芯片RFID传感器包括:用于数据识别和传输的谐振器和用于传感器的谐振器。
4.根据权利要求1所述的基于待测量目标结构的测量信号处理方法,其特征在于,所述基于待测量目标结构的测量信号处理方法还包括:
当测量信号中的直流成分被去除后,剩下的交流成分通过计算标签的RSSI公式和相位公式:
Figure FDA0003590079320000021
Figure FDA0003590079320000022
其中,Z0是阅读器的接收端的输入阻抗,RSSI表示信号接收强度,φ表示相位,Iac表示电流信号的实部,Qac表示电流信号的虚部。
5.根据权利要求1所述的基于待测量目标结构的测量信号处理方法,其特征在于,提取无芯片RFID传感器的RFID标签信号通过背向散射的通信方式完成。
6.根据权利要求1所述的基于待测量目标结构的测量信号处理方法,其特征在于,在信号检测过程中,将持续的基带信号与背向散射信号分开,从基带中提取振动信号。
7.根据权利要求1所述的基于待测量目标结构的测量信号处理方法,其特征在于,所述待测量目标结构包括:飞机、桥梁和铁轨。
8.一种基于待测量目标结构的测量信号处理系统,其特征在于,所述基于待测量目标结构的测量信号处理系统包括:
预处理模块,用于将无芯片RFID传感器设置于待测量目标结构的物体表面,通过产生的感应电流反馈待测量目标结构的裂缝数据,并将测量信号发送给阅读器;
信号处理模块,用于所述阅读器的接收端接收到所述测量信号后,通过CFO和高通滤波器进行滤波,通过直流电拆除模块去除直流,并通过信道估计模块将处理后的测量信号传输给查询和确认传输模块;
插值提炼模块,用于所述查询和确认传输模块对处理后的测量信号进行特征提取,通过傅里叶曲线拟合法对测量信号不同特征提取的数值进行调整以逼近相位曲线缺失的部分,并将处理过的数据发送至所述阅读器的接收端。
9.一种终端,其特征在于,所述终端包括:存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于待测量目标结构的测量信号处理程序,所述基于待测量目标结构的测量信号处理程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的基于待测量目标结构的测量信号处理方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有基于待测量目标结构的测量信号处理程序,所述基于待测量目标结构的测量信号处理程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的基于待测量目标结构的测量信号处理方法的步骤。
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