[发明专利]一种基于边缘计算的NTC温度传感器校准方法

权利要求书

1.一种基于边缘计算的NTC温度传感器校准方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤1：在校准现场部署边缘计算网络；

步骤2：在校准流程开始后，设备端将待校准的NTC温度传感器与标准器的包含检测指标的温度数据通过TCP/IP协议发送至边缘节点；

步骤3：边缘节点解析接收的数据

步骤4：在边缘节点通过遗传算法来选择校准的最佳特征点；

步骤5：根据步骤4得到的特征点并进行拟合分析，在特征点处将待校准的NTC温度传感器与标准器进行标定，通过标定数据来准确计算温度传感器特征点的测量温度；

步骤6：边缘节点利用MQTT协议将校准数据及校准结果北向发送至云端实现校准记录的云存储，同时利用TCP/IP协议将特征函数南向发送至设备端完成校准。

2.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算的NTC温度传感器校准方法，其特征在于，所述步骤2中包含的检测指标具体为电阻、温度、时间戳、设备编号和环境温度。

3.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算的NTC温度传感器校准方法，其特征在于，所述步骤4中为了减少校准所花费的时间成本，采用遗传算法选择最优特征点进行标定，获得最优特征点的具体步骤如下：

(4.1)基因的建立与特征点的选取：将设备端发送的每一个温度数据抽象为基因，定义x_q表示第q个测试点是否为特征点，当x_q＝1时表示第q号测试点被入选为特征值点，反之当x_q＝0时表示第q号测试点不入选为特征值点；

(4.2)适应度函数的定义：基于给定的优化目标，利用适应度函数来测量种群中染色体的质量；由于决策的目标是降低总时间成本，选择适应度函数为度量染色体的总时间成本C_total的平方倒数，

(4.2.1)单次测量时间成本：测量一个温度值所需要的时间成本，记为C_q；

(4.2.2)标定误差时间成本：

符号c_j单点误差对应的时间成本值。其中i表示传感器编号，j表示测试点，T_i,j表示实际温度值，表示传感器读数；

单个样本本体的标定误差时间成本用计算；

(4.2.3)样本个体标定时间成本：样本个体的标定时间成本C_i是单体测定时间成本与误差标定时间成本之和；

C_i＝C_s+C_q·n_i

n_i表示对该样本个体标定过程中的测定点数目；

(4.2.4)总成本：总成本C_total为所有个体的标定时间成本的平均值，M为样本总数；

(4.3)交叉运算：使用模拟的二元交叉,从亲本p1和p2中计算后代c1和c2；通过在[0,1)中选择一个随机数u，计算后代的参数后代可以表示为

(4.4)变异运算：为模拟遗传过程，如果一个个体要发生变异，那么该个体的每个特征都要乘以一个范围内的随机数[1-m_range，1+m_range]，m_range作为一个乘法因子根据每个特征独立计算，根据收敛的程度，m_range∈[0.01,0.3]，通过轮盘选择法从当前种群中选择出10％的优秀个体进入下一代的迭代中去，使优秀个体能够最大限度保留下来；

(4.5)终止条件：超出以下范围，遗传迭代终止：

σ²(r_i)为第i个温度特征点r_i方差，σ²(W_i)为第i个特征点组合W_i的方差，cov(r_i-r_j)为特征点i，j协方差，为最小输入温度，为最大输入温度。