SAW传感器多路异步反射信号读取方法技术

本发明专利技术公开一种SAW传感器多路异步反射信号读取方法，能高效、大量地同时读取多路SAW传感器异步反射信号。其包括如下步骤：(10)接收确定距离范围内多个时间延拓正交频率编码(OFC)SAW传感器标签的异步反射叠加信号，经下变频后进行采样记录；(20)在接收到的异步反射叠加信号不同码片时间范围内分别选择基本长度的时间窗；(30)测量不同时间窗内相同中心频率码片信号叠加后的幅度和相位；(40)通过解方程组，计算出每个反射信号的幅度和延时；(50)通过每个反射信号幅度计算值与设定阈值的比较，确定相应编码的SAW传感器是否在阅读范围内；(60)根据每个传感器标签反射信号参数与敏感信息的关系，提取敏感信息。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于声表面波应用
，特别是一种能高效、大量地同时读取多路SAW传感器异步反射信号的SAW传感器多路异步反射信号读取方法。
技术介绍
SAW(SurfaceAcousticWave，声表面波)传感器即表面声波传感器，它是基于声表面波技术的一种应变传感器，因无源无线工作、稳定性好、灵敏度高、体积小、重量轻、可工作在恶劣环境中等一系列优点，是处于恶劣环境中的武器装备、工业设备运行状况监测的理想选择，自上世纪八十年代以来一直被广泛研究，在已经发表的技术文献和专利中，报道了采用SAW器件实现传感器的各种方法。SAW传感器是将阅读器的询问射频脉冲转换成SAW，SAW在传感器基片上传播时感测敏感信息，最终又被转换成电磁信号反射回阅读器，阅读器从反射信号中提取敏感信息。因SAW传感器完全被动工作，在多传感器环境中阅读器接收到的是询问范围内所有SAW传感器标签反射信号的异步叠加，这造成对每个SAW传感器标签信息的读取非常困难。目前实际可用的SAW传感器多路读取方法包括时分复用(TDM)、频分复用(FDM)、空分多址(SDMA)，但因SAW传感器标签基片长度、系统允许带宽的限制，TDM、FDM方法可同时读取的SAW传感器标签数量有限，而SDMA方法仅能应用在具有多个独立电磁隔离空间的特殊环境中，且每个独立空间SAW传感器的多路读取仍须采用其他方法。现有的多路读取方法不能满足SAW传感器系统实际应用的需求。美国中佛罗里达州大学电力工程与计算机科学系2004年提出的正交频率编码(OFC)技术同时利用时间和频率的多样性，在有限的时间和带宽内为SAW传感器提供了丰富的编码信号，但基于OFC的SAW传感器系统目前仍是采用TDM方法实现多路读取。因此，现有技术存在的问题是：在多传感器环境中，阅读器接收到的SAW传感器标签反射信号的异步特性造成对每个SAW传感器标签信息读取的困难，可同时读取的SAW传感器标签数量有限。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种SAW传感器多路异步反射信号读取方法，能高效、大量地同时读取多路SAW传感器的异步反射信号。实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种SAW传感器多路异步反射信号读取方法，包括如下步骤：(10)信号接收：接收确定距离范围内多个时间延拓OFC信号，经下变频后进行采样记录，该时间延拓OFC信号为SAW传感器标签的异步反射叠加信号；(20)基本长度时间窗选取：在接收到的异步反射叠加信号不同码片时间范围内分别选择基本长度的时间窗；(30)幅度相位测量：测量不同时间窗内相同中心频率码片信号叠加后的幅度和相位；(40)幅度延时计算：通过解反应叠加信号测量值与每个SAW传感器标签反射信号关系的方程组，计算出每个反射信号的幅度和延时；(50)编码识别：通过每个反射信号幅度计算值与设定阈值的比较，确定相应编码的SAW传感器是否在阅读范围内；(60)敏感信息提取：根据每个传感器标签反射信号参数与敏感信息的关系，提取敏感信息。本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：1、读取效率高：本专利技术利用相同中心频率正弦波异步叠加后中心频率不变，整数周期长度的时间窗内不同中心频率正弦波保持正交特性，实现对不同中心频率异步叠加信号分别测量，并且将SAW传感器标签信息的读取转换为解方程组，提高了SAW传感器多路读取的效率；2、读取数量大：本专利技术方法能够同时读取的SAW传感器标签数量将与SAW传感器标签反射栅可选中心频率的平方成比例关系，与现有方法相比数量显著提高。下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细描述。附图说明图1为本专利技术SAW传感器多路异步反射信号读取方法流程图。图2为本专利技术中时间延拓OFC信号示意图。图3为多SAW传感器环境示意图。图4为多个时间延拓OFCSAW传感器标签异步反射信号示意图。图5为图4所示时间窗内相同中心频率叠加信号的幅频、相频曲线示意图。图6为本专利技术中多SAW传感器异步反射信号读取方法计算机仿真测试流程图。图7为本专利技术一次计算机仿真测试中阅读器接收到的异步叠加信号及时间窗选择位置示意图。图8为本专利技术一次计算机仿真测试中随机选择的标签(8a)及在阅读器计算得到的每个标签反射信号幅度(8b)和延时(8c)的示意图。图9为本专利技术所述方法的SAW传感器多路异步反射信号读取系统框图。具体实施方式如图1所示，本专利技术SAW传感器多路异步反射信号读取方法，其包括如下步骤：(10)信号接收：接收确定距离范围内多个时间延拓OFC信号(OFC，正交频率编码)，经下变频后进行采样记录，该时间延拓OFC信号为SAW传感器标签的异步反射叠加信号；所述(10)信号接收步骤中，时间延拓OFC信号由N-1个不同中心频率的码片信号组成，其时域数学模型为：h(t)=Σk=1N-1ak·rect(t-τpkτchip-12)·cos[2πfchipk(t-τpk)]]]>其中，式中，N表示码片可选中心频率的数量，一个OFC信号可由其中N-1个频率排列唯一确定，编码容量为N！；ak表示第k个码片信号的幅度，k∈{1,2,…,N-1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种SAW传感器多路异步反射信号读取方法，其特征在于，包括如下步骤：(10)信号接收：接收确定距离范围内多个时间延拓OFC信号，经下变频后进行采样记录，该时间延拓OFC信号为SAW传感器标签的异步反射叠加信号；(20)基本长度时间窗选取：在接收到的异步反射叠加信号不同码片时间范围内分别选择基本长度的时间窗；(30)幅度相位测量：测量不同时间窗内相同中心频率码片信号叠加后的幅度和相位；(40)幅度延时计算：通过解反应叠加信号测量值与每个SAW传感器标签反射信号关系的方程组，计算出每个反射信号的幅度和延时；(50)编码识别：通过每个反射信号幅度计算值与设定阈值的比较，确定相应编码的SAW传感器是否在阅读范围内；(60)敏感信息提取：根据每个传感器标签反射信号参数与敏感信息的关系，提取敏感信息。

【技术特征摘要】
1.一种SAW传感器多路异步反射信号读取方法，其特征在于，包括如下步骤：
(10)信号接收：接收确定距离范围内多个时间延拓OFC信号，经下变频后进行采
样记录，该时间延拓OFC信号为SAW传感器标签的异步反射叠加信号；
(20)基本长度时间窗选取：在接收到的异步反射叠加信号不同码片时间范围内分别
选择基本长度的时间窗；
(30)幅度相位测量：测量不同时间窗内相同中心频率码片信号叠加后的幅度和相位；
(40)幅度延时计算：通过解反应叠加信号测量值与每个SAW传感器标签反射信号
关系的方程组，计算出每个反射信号的幅度和延时；
(50)编码识别：通过每个反射信号幅度计算值与设定阈值的比较，确定相应编码的
SAW传感器是否在阅读范...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢建春，谢立强，刘玮峰，王平，杨启亮，王荣浩，
申请(专利权)人：中国人民解放军理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32