一种基于电磁信号特征识别的跨设备物品标记方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种于电磁信号特征识别的跨设备物品标记装置，包括：接触点，连接目标物体，并与其形成原始电磁信号回路；人体导电天线，将接触点接收的目标物体的原始电磁信号传输至另一只手中的电磁传感器；电磁传感器，接收和耦合原始电磁信号，并对原始电磁信号进行降噪去冗余处理，得到预处理电磁信号，再将该预处理电磁信号通过无线通信方式传输至交互终端；交互终端，利用模式数据库对接收的预处理电磁信号进行模式匹配，根据匹配的电磁信号模式识别目标物体，并将该目标物体于显示屏中显示。本发明专利技术不需要借助额外的印刷或电磁标签，通过用户手触摸目标对象并将获得的电磁信号进行分析处理后就能识别出目标物体。

Method and device for cross device object marking based on electromagnetic signal feature recognition

The invention discloses a cross device object marking device, in electromagnetic signal feature recognition includes: contact point, connection object, and with the formation of the original electromagnetic signal circuit; conductive body antenna, electromagnetic sensors will contact receiving objects of the original electromagnetic signal is transmitted to the other hand; electromagnetic sensor, receiving the original and the coupling of electromagnetic signals, and the original electromagnetic signal denoising redundant processing, preprocessing of electromagnetic signals, and then the pretreatment of electromagnetic signals through wireless communication transmission to interactive terminal; interactive terminal, use pattern database to match the received electromagnetic signal preprocessing, pattern recognition based on electromagnetic signal object matching, and the objects on screen display. The invention does not need additional printing or electromagnetic tags, and the target object can be recognized by touching the target object by the user and analyzing and processing the obtained electromagnetic signal.

【技术实现步骤摘要】
一种基于电磁信号特征识别的跨设备物品标记方法及装置
本专利技术属于跨设备物品标记领域，具体涉及一种基于电磁信号特征识别的跨设备物品标记方法及装置。
技术介绍
电子技术和物联网技术的快速发展，使得越来越多的设备使用微电子电路、嵌入式芯片和传感器，并且结合设备自身的导电性、电磁信号模式等形成了独特的电磁信号。这种独特的电磁信号可以被用于作为电磁指纹来标记唯一的设备，从而减少不必要的外部标记设备例如射频标签的使用，在节省成本的同时增强与物品的交互自然性。目前的跨类别的物品标记技术和方法仍有下述缺陷和不足：(1)需要额外的设备支持，例如射频标签需要粘贴于目标物体之上；(2)成本较高，严苛环境下的物体识别和标记需要高标准的电子信号设备，在进行大规模部署的情况下，会造成较大的成本；(3)环境不友好，射频标签等在需要移除的时候会面临无法随意移除、移除不彻底、容易损坏原有标签、无法重新利用该标签等问题，而且大量的废弃标签的金属成分和其他化合物的处理对于环境也是严峻的考验；(4)扩展性和兼容性不强，在目前的物品标记技术和方法中，往往需要在物品表面印刷特制的图案，例如二维码，或者需要在物品表面粘贴额外的电磁标记，例如射频标签，或者需要在物品内部嵌入唯一的电磁信号识别设备以区别其他物品。这类独特的标签系统或者内置的识别设备往往需要针对的检测和交互系统，对于跨类别的物品标记以及标记的更改和扩展都带来了较大的不便。因此，要解决上述物品标记和识别系统中存在的不足和缺失，是本领域技术人员亟待改善和解决的方向所在。
技术实现思路
鉴于上述，本专利技术提出了一种基于电磁信号特征识别的跨设备物品标记方法及装置。本专利技术不需要借助额外的印刷或电磁标签，通过用户手触摸目标对象并将获得的电磁信号进行分析处理后就能识别出目标物体。本专利技术第一方面提供了一种于电磁信号特征识别的跨设备物品标记装置，包括：接触点，用于连接目标物体，并与目标物体形成原始电磁信号回路；人体导电天线，用于将接触点接收的目标物体的原始电磁信号传输至手中的电磁传感器；电磁传感器，用于接收和耦合原始电磁信号，并对原始电磁信号进行降噪去冗余处理，得到预处理电磁信号，再将该预处理电磁信号通过无线通信方式传输至交互终端；交互终端，用于利用模式数据库对接收的预处理电磁信号进行模式匹配，根据匹配的信号模式识别目标物体，并将该目标物体于显示屏中显示。所述的接触点包括物理接触基础上的任意姿势与接触效果的活动，可以是手部与目标物体接触形成的接触点，还可以是导体与目标物体接触形成的接触点。在这两种情况下，所述的接触点包括静态接触和保持接触状态下的任意动态接触。所述的人体导电天线为具有导体性质的人体或人体和外部导体的组合，所述的外部导体与人体直接接触。所述的电磁传感器包括软件无线电接收器与电磁信号滤波器，其中，所述的软件无线电接收器用于对原始电磁信号接收与耦合，且该软件无线电接收器的带通取样窗口范围为0-1MHz，振荡器频率为28.8MHz；所述的电磁信号滤波器用于对接收的原始电磁信号进行数字化处理，然后对处理后的电磁信号进行背景降噪和特定窗口带宽信号截取，得到预处理电磁信号，最后将该预处理电磁信号通过无线通信方式传输至交互终端。所述的软件无线电接收器限定只采集要标记物体频率范围在0-1MHz的电磁信号，该频域的电磁信号覆盖大多数电子设备发出的电磁信号范围。所述的交互终端包括嵌入式系统电路板与显示屏，其中，所述的嵌入式系统电路板利用模式数据库对接收的预处理电磁信号进行模式匹配，根据匹配的信号模式识别目标物体；所述的显示屏用于显示识别得到的目标物体的标记结果，并允许用户交互查看目标物体识别信息。显示屏可以以图表结合文本的方式，显示目标物体识别结果，且支持用户通过触摸交互来进一步查看目标物体识别的信号特征，包括频率、幅度、波形和准确检测的概率。模式数据库是通过对不同物体采集和处理分析电磁信号，形成的目标物体的独特物体指纹库，且该模式数据库是可以扩展的，由于物体具有唯一性，每个模式对应一个物体，可以准确有效地区分单独的物体。作为优选，所述的电磁传感器集成在嵌入式系统电路板上，这样缩短了电磁传感器与嵌入式系统电路板之间的传输距离，即缩短了传输时间，而且大大降低了电磁信号在传输过程中的损失，保证了电磁信号的精度。此外，用户将交互终端握于手中，方便体验与使用。本专利技术的第二方面提供了一种应用第一方面提供的装置对跨设备物品的标记方法，包括以下步骤：(1)用户与目标物体以物理接触的方式接触，并将目标物体的原始电磁波信号传输至电磁传感器；(2)电磁传感器对接收的原始电磁信号进行降噪去冗余处理，得到预处理电磁信号，并将该信号发送至交互终端；(3)交互终端利用模式数据库中对接收的预处理电磁信号进行模式匹配，根据匹配的信号模式识别目标物体，并将该目标物体于显示屏中显示。所述的对接收的原始电磁信号进行降噪去冗余处理的具体过程为：利用电磁信号滤波器将软件无线电接收器接收的原始电磁信号进行数字化处理；然后对处理后的电磁信号进行背景降噪和特定窗口带宽信号截取，得到预处理电磁信号。所述背景降噪的具体过程为：首先，对电磁传感器初始状态的电磁信号、空置时的环境背景的电磁信号以及用户人体自身的电磁信号取样，组成背景电磁信号，并对该背景电磁信号进行统计分类，得到背景电磁信号样本，再对背景电磁信号样本分析得到背景电磁信号基准值z；然后，将判断原始电磁信号是否大于背景电磁信号基准值z，若是，将该原始电磁信号进行放大，若否，将该原始电磁信号设为0，放大后的电磁信号与设为0的电磁信号组成背景降噪后的电磁信号，具体通过公式Sn＝max(0,Fn-(Gn+zσ))×A实现，其中，Sn为背景降噪后的电磁信号，Fn为连续信号流中的第n个原始电磁信号，Gn为背景电磁信号样本中的第n个信号，z为背景电磁信号基准值，σ为第n个原始电磁信号的振幅标准差，A为电磁信号放大倍数。步骤(3)中，所述对接收的预处理电磁信号进行模式匹配的具体过程为：分析并提取电磁信号模式，并对比电磁信号模式与模式数据库中已有的记录的振幅、频率以及波形，匹配得分最高的模式对应的物体作为目标物体的标记。利用波形比较的方式对预处理电磁信号进行匹配，实际上是对窗口范围内的电磁信号进行完整的比较，并允许部分波形在受到外界突发干扰的情况下仍然能保持整体识别准确率。本专利技术利用目标设备自身发射的电磁波作为进行物品标记的主要介质，对其进行检测、分析和处理，得到目标设备的唯一电磁信号指纹。本专利技术的优势主要在于：1)相比较于传统物体标记方法，例如射频标签，本专利技术不需要引入额外的物理形式的标签；2)相比较于依靠外在标签的不同来标记目标物体，本专利技术利用的物体电磁信号具有自身的唯一性，即不同设备具有各自唯一的电磁信号模式，从而提供天然的标记唯一性；3)相比较于传统的需要特定设备进行标记读取，本专利技术提供了一种结合智能手机终端的标记方法，为物体的标记和识别都提供了更大的便利性；4)通过手部接触的方式进行信号获取，提供一种更加直观、自然并符合人类进化形成的‘抓取物体+识别物体’的认知过程。附图说明图1是实施例中基于电磁信号特征识别的跨设备物品标记装置的结构示意图；图2是实施例中基于电磁信号特征识别的跨设备物品标记方法的流程图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于电磁信号特征识别的跨设备物品标记装置，包括：接触点，用于连接目标物体，并与目标物体形成原始电磁信号回路；人体导电天线，用于将接触点接收的目标物体的原始电磁信号传输至手中的电磁传感器；电磁传感器，用于接收和耦合原始电磁信号，并对原始电磁信号进行降噪去冗余处理，得到预处理电磁信号，再将该预处理电磁信号通过无线通信方式传输至交互终端；交互终端，用于利用模式数据库对接收的预处理电磁信号进行模式匹配，根据匹配的信号模式识别目标物体，并将该目标物体于显示屏中显示。

【技术特征摘要】
1.一种基于电磁信号特征识别的跨设备物品标记装置，包括：接触点，用于连接目标物体，并与目标物体形成原始电磁信号回路；人体导电天线，用于将接触点接收的目标物体的原始电磁信号传输至手中的电磁传感器；电磁传感器，用于接收和耦合原始电磁信号，并对原始电磁信号进行降噪去冗余处理，得到预处理电磁信号，再将该预处理电磁信号通过无线通信方式传输至交互终端；交互终端，用于利用模式数据库对接收的预处理电磁信号进行模式匹配，根据匹配的信号模式识别目标物体，并将该目标物体于显示屏中显示。2.如权利要求1所述的基于电磁信号特征识别的跨设备物品标记装置，其特征在于，所述的接触点为手部与目标物体接触形成的接触点或导体与目标物体接触形成的接触点。3.如权利要求1所述的基于电磁信号特征识别的跨设备物品标记装置，其特征在于，所述的人体导电天线为具有导体性质的人体或人体和外部导体的组合，所述的外部导体与人体直接接触。4.如权利要求1所述的基于电磁信号特征识别的跨设备物品标记装置，其特征在于，所述的电磁传感器包括软件无线电接收器与电磁信号滤波器；所述的软件无线电接收器用于对原始电磁信号接收与耦合；所述的电磁信号滤波器用于对接收的原始电磁信号进行数字化处理，然后对处理后的电磁信号进行背景降噪和特定窗口带宽信号截取，得到预处理电磁信号，最后将该预处理电磁信号通过无线通信方式传输至交互终端。5.如权利要求1所述的基于电磁信号特征识别的跨设备物品标记装置，其特征在于，所述的交互终端包括嵌入式系统电路板与显示屏；所述的嵌入式系统电路板利用模式数据库对接收的预处理电磁信号进行模式匹配，根据匹配的信号模式识别目标物体；所述的显示屏用于显示识别得到的目标物体的标记结果，并允许用户交互查看目标物体识别信息。6.如权利要求1所述的基于电磁信号特征识别的跨设备物品标记装置，其特征在于，所述的电磁传感器集成在嵌入式系统电路板上。7.一种应用权利要求1～6任...

【专利技术属性】
技术研发人员：厉向东，耿卫东，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33