【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于電桿卡盤距離測量領(lǐng)域，具體涉及為一種基于無源低頻rfid與rls自適應(yīng)天線陣列的電桿卡盤探測技術(shù)。
技術(shù)介紹
1、現(xiàn)階段，10千伏配電線路安裝施工作業(yè)中為穩(wěn)定水泥電桿，防止倒伏，一般采用三盤固定。將拉盤、卡盤或底盤墊在電線桿下，防止下陷。拉盤用拉線拉住電線桿防倒，卡盤中間有個洞夾住電線桿，埋在地下，大概位置在電線桿地下一半的位置，用于防止電線桿上拔與下陷。由于目前沒有專用電桿卡盤探測工具，導(dǎo)致在配網(wǎng)線路建設(shè)施工驗收時，難以檢查配電線桿卡盤是否安裝，深度難以測量，影響了工程驗收結(jié)果的可靠性。
2、頻識別技術(shù)(radio?frequency?identification,rfid)是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作不需要人工干預(yù)，可識別高速運動物體并可同時識別多個標簽，操作快捷方便。技術(shù)具有其他自動識別技術(shù)所不具備的防磁、防水、耐高溫、讀取距離大、使用壽命長、存儲數(shù)據(jù)容量大、存儲信息可更改、數(shù)據(jù)可加密等優(yōu)點。采用無源低頻rfid探測技術(shù)，探測器可對埋地深度2米的電子標簽進行探測。然而，在金屬干擾、低信噪比和高濕度環(huán)境下，低頻rfid探測系統(tǒng)面臨諸多挑戰(zhàn)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題是：在線桿施工作業(yè)現(xiàn)場的金屬干擾、低信噪比和高濕度環(huán)境下對rfid讀寫器的天線電特性參數(shù)和抗阻匹配帶來困難?？朔F(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于無源低頻rfid與rls自適應(yīng)天線陣列的電桿卡盤探測技術(shù)，本專利技術(shù)的具體實施
2、步驟1：激活rfid標簽，通過rfid閱讀器發(fā)出無線電信號激活rfid標簽。
3、步驟2：標簽響應(yīng)，rfid標簽激活后發(fā)送響應(yīng)。
4、步驟3：射頻通道處理，進行無源天線陣列信號的濾波、放大和混頻。
5、步驟4：基于rls的自適應(yīng)天線陣列設(shè)計與信號處理，包括初始化、計算輸出信號、計算誤差信號、更新權(quán)值向量、計算陣列因子和進行數(shù)字迭代。
6、步驟5：接收機信號解碼，rfid閱讀器接收到標簽響應(yīng)后進行信息解碼。
7、步驟6：數(shù)據(jù)解析與顯示，rfid閱讀器將數(shù)據(jù)進一步處理，分析得出標簽的深度信息并顯示在終端。
8、其中所述的基于rls的自適應(yīng)天線陣列設(shè)計與信號處理，具體步驟為：
9、s1：給定初始的權(quán)值向量和誤差協(xié)方差矩陣完成初始化；
10、s2：對每個新輸入信號，使用當(dāng)前的權(quán)值向量計算輸出信號；
11、s3：根據(jù)輸出信號和期望信號的差異，計算誤差信號；
12、s4：使用rls算法更新權(quán)值向量，計算陣列因子；
13、重復(fù)上述步驟直到達到預(yù)設(shè)的迭代次數(shù)或滿足停止條件。
14、優(yōu)選地，rls算法的目標為最小化平方誤差，根據(jù)f(n)為接收信號、h(z)為系統(tǒng)的傳遞函數(shù)、y(n)為輸出、d(n)為期望輸出、e(n)為誤差、b(n)為更新的濾波器系數(shù)，可得每次迭代的期望信號d(n)和輸出信號y(n)之間的變量ε(n)為其中λ表示遺忘因子0.98<λ<1，并確定給予之前的數(shù)據(jù)點權(quán)重。
15、又由于其中bk表示第k個濾波器權(quán)重，f(n-k)表示第k輸入信號，則產(chǎn)生用于平方誤差之和的新等式進一步推導(dǎo)出等式
16、為了得到最小化平滑誤差，取ε(n)相對于濾波器權(quán)重的導(dǎo)數(shù)，并將其設(shè)置為零，得到等式矩陣表示為r(n)b(n)＝p(n)。
17、求解關(guān)于濾波器權(quán)重b(n)的等式為b(n)＝r-1(n)p(n)，r(n)和p(n)的描述為和其中f(n)是系統(tǒng)輸出的列向量并且d(n)為期望輸出。
18、優(yōu)選地，rls算法為通過增量更新進行r(n)矩陣的迭代，具體過程為r(n)＝λr(n-1)+f(n)ft(n)，其中r(n-1)是r(n)前一時刻的矩陣，進一步利用矩陣逆引理推算得為簡化等式，我們可以將卡爾曼增益k(n)的矢量定義為簡化等式為r-1(n)＝λ-1[r-1(n-1)-k(n)ft(n)r-1(n-1)]。
19、類似的，p(n)可以被定義為遞增更新等式p(n)＝λp(n-1)+df(n)。通過這些r-1(n)和p(n)的新定義，可改寫為b(n)＝b(n-1)+k(n)e(n)用于b(n)的迭代計算，其中e(n)表示輸出信號y(n)和期望信號d(n)之間的誤差。
20、優(yōu)選地，給定初始的權(quán)值向量和誤差協(xié)方差矩陣完成初始化，必須為r(n)的第一個實例中選擇一個值，最佳選擇是由天線元件之間的相關(guān)值填充的矩陣，在當(dāng)前情況下，該矩陣等效于協(xié)方差；兩個元素之間的協(xié)方差的計算公式為其中cov(x,y)表示x和y之間的協(xié)方差，xi表示數(shù)據(jù)集x的第i個元素的值，表示數(shù)據(jù)集x的平均值，yi表示數(shù)據(jù)集y的第i元素的值，表示數(shù)據(jù)集y的平均值，m表示每個數(shù)據(jù)集中的值的數(shù)目。
21、針對天線陣列而言，數(shù)據(jù)集x和y表示在兩個天線元件處接收的信號，若天線陣列包含n個陣元則將陣列的n×n相關(guān)矩陣定義為其中cij表示陣列的第i個元素和第j個元素之間的相關(guān)性。
22、優(yōu)選地，計算輸出信號和計算誤差信號為通過e(n)＝d(n)-y(n)以及r-1(n)＝λ-1[r-1(n-1)-k(n)ft(n)r-1(n-1)]進行計算，其中k(n)為卡爾曼增益，f(n)表示來自每個陣列陣元的未加權(quán)信號。
23、優(yōu)選地，更新權(quán)值向量為使用和
24、b(n)＝b(n-1)+k(n)e(n)可得出r(n)和新的濾波器權(quán)重b(n)。
25、優(yōu)選地，計算陣列因子為通過計算得出，其中b(n)表示陣列的第n個陣元上的復(fù)數(shù)權(quán)重，d表示陣元之間的間距(以波長為單位)，n表示陣元數(shù)量，θ表示角度。
26、矢量形式的計算等式為a?f＝wte-j2πdn×sin(θ)，其中w是n×1的陣元權(quán)重列向量，n是n×1的陣元數(shù)量列向量[0,1,...,n-1]t，θ是1×q的行向量，其中q表示陣列因子a?f的采樣數(shù)，其本身是1×q的行矢量。
27、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)所具有的有益效果在于：
28、獨創(chuàng)性，首次采用無源射頻裝置代替人工檢測，解決了水泥桿底盤卡盤無專用檢測工具的難題。實現(xiàn)底盤卡盤安裝率100％?？呻S時隨地探測底盤卡盤安裝情況，從根本上解決了底盤卡盤“應(yīng)裝未裝”的問題。
29、智能性，率先將rfid標簽嵌入水泥制品，實現(xiàn)了底盤卡盤竣工前、竣工后位置坐標、深度檢測全覆蓋。智能化手段提高驗收質(zhì)效。通過該裝置能夠快速全面檢測，杜絕了傳統(tǒng)人工抽查不全面、中間驗收把關(guān)不嚴等問題。驗收時間由30分鐘降至1分鐘，效率提高30倍。
30、通用性，率先采用遠距離、抗干擾及微型化設(shè)計，徹底解決不同環(huán)境、不同深度精準探測的痛點，通用性強。可精準多源數(shù)據(jù)檢測，過程驗收+竣工驗收保證埋深合格率100％。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護點】
1.一種基于無源低頻RFID與RLS自適應(yīng)天線陣列的電桿卡盤探測技術(shù)，其特征在于，具體的實施步驟為：
2.按照權(quán)利要求1所述的基于無源低頻RFID與RLS自適應(yīng)天線陣列的電桿卡盤探測方法，其特征在于，所述的基于RLS的自適應(yīng)天線陣列設(shè)計與信號處理，具體步驟為：
3.按照權(quán)利要求2所述的基于無源低頻RFID與RLS自適應(yīng)天線陣列的電桿卡盤探測技術(shù)，其特征在于：
4.按照權(quán)利要求3所述的基于無源低頻RFID與RLS自適應(yīng)天線陣列的電桿卡盤探測技術(shù)，其特征在于：
5.按照權(quán)利要求4所述的基于無源低頻RFID與RLS自適應(yīng)天線陣列的電桿卡盤探測技術(shù)，其特征在于：
6.按照權(quán)利要求5所述的基于無源低頻RFID與RLS自適應(yīng)天線陣列的電桿卡盤探測技術(shù)，其特征在于，所述的計算輸出信號和計算誤差信號為通過e(n)＝d(n)-y(n)以及R-1(n)＝λ-1[R-1(n-1)-k(n)fT(n)R-1(n-1)]進行計算，其中k(n)為卡爾曼增益，f(n)表示來自每個陣列陣元的未加權(quán)信號。
7.按照權(quán)利要求6所述的基于無源低頻
8.按照權(quán)利要求7所述的基于無源低頻RFID與RLS自適應(yīng)天線陣列的電桿卡盤探測技術(shù)，其特征在于：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于無源低頻rfid與rls自適應(yīng)天線陣列的電桿卡盤探測技術(shù)，其特征在于，具體的實施步驟為：
2.按照權(quán)利要求1所述的基于無源低頻rfid與rls自適應(yīng)天線陣列的電桿卡盤探測方法，其特征在于，所述的基于rls的自適應(yīng)天線陣列設(shè)計與信號處理，具體步驟為：
3.按照權(quán)利要求2所述的基于無源低頻rfid與rls自適應(yīng)天線陣列的電桿卡盤探測技術(shù)，其特征在于：
4.按照權(quán)利要求3所述的基于無源低頻rfid與rls自適應(yīng)天線陣列的電桿卡盤探測技術(shù)，其特征在于：
5.按照權(quán)利要求4所述的基于無源低頻rfid與rls自適應(yīng)天線陣列的電桿卡盤探測技術(shù)，其特征在于：
6.按照權(quán)利要求...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張記飛，尤勇強，范江洋，王永忠，鄭群，公培磊，劉斌，
申請(專利權(quán))人：國網(wǎng)山東省電力公司臨沂供電公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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