[发明专利]一种基于毫米波感知的无源温度监控方法

说明书

本发明公开了一种基于毫米波感知的无源温度监控方法。包括以下步骤：胆固醇材料电子标签的毫米波感知：使用毫米波探针对胆固醇材料电子标签表面发射调频连续波，毫米波探针将接收的调频连续波的周期性线性调频信号转化为中频信号，将中频信号进行快速傅里叶变换和运动补偿得到胆固醇材料电子标签的位移信息；温度特征提取：从距离多普勒矩阵中提取调频特征以及调频细节特征；将提取的调频特征输入细粒度认证模型中得到通过胆固醇材料分子排列感知的温度信息。本发明实现了无源温度监控系统，不但可以用无源的方式获取单点温度和热成像图，而且可以方便的迁移到智能手机等移动设备的无线感知模组中。

技术领域

本发明涉及无线技术领域，具体涉及一种基于毫米波感知的无源温度监控方法。

背景技术

由于传统温度传感系统通常基于热电效应，无线的温度传感器通常需要配备电池或能量采集设备，以此达到无限温度感应和监控。由于电子设备技术的发展，无线温度传感器在全世界电子设备普遍存在。而传感器的输出通常只有单点温度，限制了更多方面的温度信息资源。无线技术领域的毫米波感知可以达到无源的温度监控系统，并可以在同时实现单点温度和热成像图输出。

发明内容

为了解决背景技术中的问题，本发明提供了一种基于毫米波(millimeter wave，mmWave)感知的无源温度监控方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于毫米波感知的无源温度监控方法包括以下步骤：

步骤一：使用高精度的毫米波探针对胆固醇材料电子标签表面发射调频连续波(FMCW)，这种感知是非接触式的，然后接收胆固醇材料电子标签反射的带有胆固醇材料分子排列信息的调频连续波；毫米波探针将接收的调频连续波的周期性线性调频信号转化为中频(IF)信号，将中频信号进行快速傅里叶变换和运动补偿得到胆固醇材料电子标签的位移信息；

所述步骤一中的胆固醇材料电子标签为由胆固醇材料制作的基于薄膜的温度传感器。

所述步骤一中的根据中频信号得到胆固醇材料电子标签位移信息的具体过程为：

1.1)设一个线性调频周期为T_r，根据中频信号获得第m个线性调频周期的胆固醇材料电子标签位移d(mT_r)，具体计算公式为：

其中，m为线性调频周期的编号，m＝0,1,2…,M-1；M为线性调频周期的数量；f₀是载波频率；Δψ_m是对第m个线性调频周期的中频信号进行快速傅里叶变换(FFT)后的结果；

从而得到M个线性调频周期的胆固醇材料传感器位移；

Δψ_m包含有第m个线性调频周期的距离信息。

1.2)胆固醇材料电子标签载体的随机运动是影响获取准确的胆固醇分子排列数据的主要障碍，当电子标签运动幅度大于范围轮廓分辨率的一半时，将很难准确的计算出Δψ_m，为了避免胆固醇材料载体的随机运动对步骤1.1)结果的干扰，通过平移变化对步骤1.1)获得的M个线性调频周期的胆固醇材料电子标签位移进行运动补偿，即对M个线性调频周期的距离信息进行校准：

定义S_m(l)为步骤1.1)获取的第m个线性调频周期的距离信息，为校准后的第m个线性调频周期的距离信息；

其中，l＝0,1,2,..,L-1，L为第m个线性调频周期内采样点的数量，l为采样点的编号；

定义Q_m(l)为第m个线性调频周期的相对距离信息，具体为：

其中，Q_m-1(l)为第m-1个线性调频周期的相对距离信息；