本发明专利技术公开了一种分布式电磁场检测方法，属于电磁领域，通过在检测环境或待检设备上安装多个场强检测节点，利用分布式场强检测节点和定标节点实现对重点区域的环境电磁污染情况的实时监测，构建电磁污染预警体系。本发明专利技术还可以应用于大型设备，如汽车、飞机及自动化生产线等设备系统的内外临近空间的电磁场分布式检测，实现大型电气设备系统自身近场电磁场的场强分布特征的分析构建。本发明专利技术还涉及实施上述分布式电磁场检测方法的分布式电磁场检测装置。检测装置。检测装置。
【技术实现步骤摘要】
一种分布式电磁场检测方法及装置
[0001]本专利技术涉及电磁
，尤其是涉及分布式电磁场检测方法及装置。
技术介绍
[0002]随着科学技术的发展，越来越多的电磁辐射设施进入了人类生活和生产的各个领域，如：通讯基站、高压输变电站、各类电子设备等。使得日常环境的电磁污染变得越发严重，对设备的正常运行和人们的生命健康带来潜在风险。电磁场看不见摸不着、不易察觉，亟需专业的设备和技术方法实现重点区域的电磁污染情况的实时监测和预警。此外，新能源汽车、大型客机、高铁列车及自动化生产线等复杂电气设备系统由众多有源电子电气设备和线缆构成，并与使用者密切接触，因此，对其近场电磁场分布的检测分析，能够进一步发现系统内部主要干扰源，促进设备各部件间的电磁兼容可靠性提升，以及基于设备近场场强检测结果，实现对设备系统使用人员的电磁辐射安全性分析评估。
[0003]目前可以用于上述场景的分布式电磁场检测系统技术方案还不完善，主要缺点在于，1.设置固定的检测基站，预先确定检测基站的位置信息，无法动态定位，缺少灵活性；2.检测节点结构复杂，不能实现充分的小型化、便携化和低功耗。
技术实现思路
[0004]为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的之一在于提供一种检测节点动态自动定位，安装更加灵活便捷，不需要其他工具对节点进行位置标定的分布式电磁场检测方法。
[0005]为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的之二在于提供一种检测节点动态自动定位，安装更加灵活便捷，不需要其他工具对节点进行位置标定的分布式电磁场检测装置。
[0006]本专利技术的目的之一采用如下技术方案实现：
[0007]一种分布式电磁场检测方法，包括以下步骤：
[0008]S1:在检测环境或待检设备上安装多个场强检测节点；
[0009]S2:布置好定位辅助机构并在定位辅助机构上安装定标节点，定义参考坐标系；
[0010]S3:集中控制单元录入定标节点位置坐标信息和所有场强检测节点标识信息；
[0011]S4:集中控制单元发送同步时间信息，确保所有场强检测节点和集中控制单元的时间同步；
[0012]S5:集中控制单元发送启动定位指令，所有节点完成定位后将位置信息反馈给集中控制单元；
[0013]S6:集中控制单元构建出检测节点构成的传感器网络的空间位置结构模型；
[0014]S7:集中控制单元发送检测电磁场强的频段和分辨率信息，对检测节点的检测参数进行初始化；
[0015]S8:检测节点将检测场强信息通过定标节点传输给集中控制单元；
[0016]S9:集中控制单元将场强信息、时间信息和节点位置信息对应，得到被检测区域的场强分布情况。
[0017]进一步地，在步骤S1中，多个场强检测节点之间存在间距，并且单个节点不能被完全遮挡。
[0018]进一步地，在步骤S2中，将定标辅助机构展开成正方形，并放置在检测节点构成的传感器网络附近，使定标辅助机构的顶点与较多检测节点的连线无遮挡。
[0019]进一步地，在步骤S2中，在正方形顶点安装传感器网络定标节点装置，以其中一个定标节点为坐标原点，经过坐标原点的正方形棱边为X轴和Y轴，并以垂直于辅助定标装置的方向为Z轴，构建笛卡尔坐标系，该坐标系用于确定检测节点的位置信息，坐标系确定后，定标辅助机构上的定标节点的位置坐标即可确定。
[0020]进一步地，在步骤S5中，所有节点完成定位后将位置信息反馈给集中控制单元具体为:定标节点收到位置请求指令后向相应检测节点反馈位置信息，并启动基于DTOA技术的测距过程，获得检测节点和定标节点的距离信息，当待定位节点获得3个以上定标节点的距离信息和位置信息，通过最大似然估计获得在系统定义坐标系下的位置坐标，获得位置坐标的检测节点可以应答其他节点的位置请求信息，以此递推完成所有检测节点的位置坐标的确定，检测节点定位完成后将位置信息反馈给集中控制单元。
[0021]本专利技术的目的之二采用如下技术方案实现：
[0022]一种分布式电磁场检测装置，用以实施上述任意一种分布式电磁场检测方法，所述分布式电磁场检测装置包括若干场强检测节点、定标节点、定位辅助机构以及集中控制单元，若干所述场强检测节点安装在检测环境或待检设备上以实现节点位置信息的检测定位，所述定标节点安装于所述定位辅助机构以获得特定坐标系下场强检测节点的精确位置信息，所述集中控制单元接收各场强检测节点的检测数据和定位信息并构建出不同频点的电磁场场强空间分布模型。
[0023]进一步地，每一所述场强检测节点包括天线组、射频采样模块、微型控制模块以及UWB通信定位模块，所述天线组接收空间中的射频信号并传输给所述射频采样模块，所述射频采样模块按特定采样率和中频带宽采集特定频段的射频信号并传输给所述微型控制模块，所述微型控制模块对射频采样数据进行计算分析得到相应频点的射频强度信息，并将射频强度信息传输给UWB通信定位模块。
[0024]进一步地，所述定标节点包括UWB通信定位模块，所述UWB通信定位模块获得定标节点的位置信息，从而进一步推算出场强检测节点在相同坐标系下的位置信息。
[0025]进一步地，所述集中控制单元包括UWB通信模块以及计算分析模块，所述UWB通信模块能够向所述场强检测节点以及所述定标节点发送指令或初始化信息，接收各检测节点的检测数据和定位信息，所述计算分析模块根据节点的定位信息和电磁场强的检测结果进行计算分析，构建出不同频点的电磁场场强空间分布模型。
[0026]进一步地，所述定位辅助机构包括四个连杆以及一定位杆，四个所述连杆长度相等并且首尾相接形成可折叠结构，所述定位杆两端安装于两相邻的所述连杆，使四个所述连杆定位并形成正方形结构，所述定标节点安装于正方形定点。
[0027]相比现有技术，本专利技术分布式电磁场检测方法能够实现检测节点的动态自动定位，对场强检测节点的安装更加灵活便捷，不需要其他工具对节点进行位置标定；本专利技术基于集成化的采样和通信定位芯片，实现了节点装置小型化、低功耗；本专利技术设计了便携的节点位置定标装置和机构，能够在没有位置基准的环境下，便捷地构建基于以定标节点确立
的空间参考坐标系，实现检测节点在该坐标系下的精准定位。
附图说明
[0028]图1为本专利技术分布式电磁场检测方法的流程图；
[0029]图2为本专利技术分布式电磁场检测装置的场强检测节点示意图；
[0030]图3为本专利技术分布式电磁场检测装置的定标节点示意图；
[0031]图4为本专利技术分布式电磁场检测装置的集中控制单元示意图。
具体实施方式
[0032]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0033]需要说明的是，当组件被称为“固定本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种分布式电磁场检测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1:在检测环境或待检设备上安装多个场强检测节点；S2:布置好定位辅助机构并在定位辅助机构上安装定标节点，定义参考坐标系；S3:集中控制单元录入定标节点位置坐标信息和所有场强检测节点标识信息；S4:集中控制单元发送同步时间信息，确保所有场强检测节点和集中控制单元的时间同步；S5:集中控制单元发送启动定位指令，所有节点完成定位后将位置信息反馈给集中控制单元；S6:集中控制单元构建出检测节点构成的传感器网络的空间位置结构模型；S7:集中控制单元发送检测电磁场强的频段和分辨率信息，对检测节点的检测参数进行初始化；S8:检测节点将检测场强信息通过定标节点传输给集中控制单元；S9:集中控制单元将场强信息、时间信息和节点位置信息对应，得到被检测区域的场强分布情况。2.根据权利要求1所述的分布式电磁场检测方法，其特征在于：在步骤S1中，多个场强检测节点之间存在间距，并且单个节点不能被完全遮挡。3.根据权利要求1所述的分布式电磁场检测方法，其特征在于：在步骤S2中，将定标辅助机构展开成正方形，并放置在检测节点构成的传感器网络附近，使定标辅助机构的顶点与较多检测节点的连线无遮挡。4.根据权利要求3所述的分布式电磁场检测方法，其特征在于：在步骤S2中，在正方形顶点安装传感器网络定标节点装置，以其中一个定标节点为坐标原点，经过坐标原点的正方形棱边为X轴和Y轴，并以垂直于辅助定标装置的方向为Z轴，构建笛卡尔坐标系，该坐标系用于确定检测节点的位置信息，坐标系确定后，定标辅助机构上的定标节点的位置坐标即可确定。5.根据权利要求1所述的分布式电磁场检测方法，其特征在于：在步骤S5中，所有节点完成定位后将位置信息反馈给集中控制单元具体为:定标节点收到位置请求指令后向相应检测节点反馈位置信息，并启动基于DTOA技术的测距过程，获得检测节点和定标节点的距离信息，当待定位节点获得3个以上定标节点的距离信息和位置信息，通过最大似然估计获得在系统定义坐标系下的位置坐标，获得位置坐标的检测节点可以应答其他节点的位置请求信...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭宇，程文播，李小强，王晶，张远清，
申请(专利权)人：天津国科医工科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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