一种基于发射率索引的补偿数据存储与查找方法及系统与流程

本发明涉及数据存储与查找，具体而言，涉及一种基于发射率索引的补偿数据存储与查找方法及系统。

背景技术：

1、随着红外测温技术在多领域广泛应用，基于单像素红外探测器的嵌入式红外测温设备因结构简单、成本低、功耗小，被大量用于现场温度检测。但单像素红外测温中，目标材料发射率、测量距离和环境因素会影响红外辐射响应，导致检测温度存在偏差，因此需要通过距离补偿数据校准，提高测温精度。

2、现有嵌入式红外测温设备通常将不同发射率对应的距离补偿参数存储于非易失性存储器，测量时按设定发射率调用补偿数据修正温度，常见存储方式为单层查找表结构，按参数建立固定排列数据表，通过遍历获取补偿参数。

3、随着应用场景扩展，红外测温设备需要适配不同发射率特性的各类材料，对应距离补偿模型复杂程度不同，单一格式的标定数据存储方式难以同时满足不同材料的精度需求。

4、此外，现有嵌入式设备存储容量和计算资源有限，传统固定分区存储空间利用率低：预留大容量区域会造成存储空间浪费，采用小容量存储无法满足复杂材料标定需求；同时发射率种类增加后，传统平铺式查表需要遍历大量数据，查找效率低，难以满足低算力嵌入式设备的实时测温要求。

5、另一方面，现有标定数据现场升级采用分阶段写入flash的方法，若更新过程中发生掉电或通信异常，容易出现数据不全问题，导致设备读取错误参数，造成测温异常甚至无法正常工作。

6、因此，有必要设计一种基于发射率索引的补偿数据存储与查找方法及系统用以解决当前技术中存在的问题。

技术实现思路

1、鉴于此，本发明提出了一种基于发射率索引的补偿数据存储与查找方法及系统，旨在解决现有嵌入式红外测温设备中多发射率补偿数据存储效率低、查找速度慢、标定格式兼容性不足以及现场更新可靠性差的问题。

2、一个方面，本发明提出了一种基于发射率索引的补偿数据存储与查找系统，包括：

3、补偿数据获取模块，被配置为获取嵌入式红外测温设备对应的多个发射率补偿数据，并在非易失性存储器中建立两级存储结构；其中，所述两级存储结构包括第一索引存储区和第二补偿数据存储区；

4、发射率索引模块，被配置为在所述第一索引存储区中建立与不同发射率对应的多个定长索引项；其中，各所述定长索引均包括发射率标识信息、补偿数据类型信息、第二补偿数据存储区地址偏移信息和有效数据数量信息；

5、补偿数据存储模块，被配置为根据各发射率对应的补偿需求，在所述第二补偿数据存储区中采用变长存储方式存储对应的补偿数据；其中，所述补偿数据根据所述补偿数据类型信息配置为距离补偿模型参数数据或距离-修正量数据；

6、补偿数据查找模块，被配置为获取当前测量对应的目标发射率，根据所述目标发射率在所述第一索引存储区中匹配对应索引项，并根据所述索引项中的地址偏移信息获取对应补偿数据；

7、补偿计算模块，被配置为根据所述补偿数据类型信息调用对应的数据处理方式计算温度修正量，并根据所述温度修正量对红外测量结果进行补偿。

8、进一步地，所述第一索引存储区中的发射率标识信息采用整型缩放方式生成，包括：

9、获取目标发射率值，将所述目标发射率值乘以预设缩放系数后转换为无符号整型数据，并将所述无符号整型数据作为对应发射率的标识信息进行存储。

10、进一步地，当所述补偿数据类型信息对应距离补偿模型数据类型时，所述第二补偿数据存储区存储与目标发射率对应的距离补偿模型参数，所述距离补偿模型参数包括二次距离补偿模型中的第一系数、第二系数和第三系数；

11、根据当前测量距离和距离补偿模型参数计算温度修正量，所述温度修正量通过以下公式计算：

12、δt=ka×d2+kb×d+kc；

13、其中，δt表示根据测量距离计算得到的温度修正量；d表示当前测量距离；ka表示二次距离补偿模型中的第一系数；kb表示二次距离补偿模型中的第二系数，kc表示二次距离补偿模型中的第三系数。

14、进一步地，当所述补偿数据类型信息对应采样点数据类型时，所述第二补偿数据存储区存储按照距离值升序排列的多个距离-修正量键值对；

15、根据当前测量距离，在所述多个距离-修正量键值对中确定对应距离区间，并根据所述距离区间内相邻键值对进行插值计算，获得温度修正量。

16、进一步地，根据当前测量距离，在所述距离-修正量键值对中采用二分查找方式确定当前测量距离所在区间，并基于线性插值计算对应温度修正量。

17、进一步地，所述补偿数据写入过程包括：

18、根据待写入补偿数据，在随机存储器中构建包含第一索引存储区和第二补偿数据存储区的数据映像；

19、对目标非易失性存储区域执行整页擦除；

20、按照预设数据对齐规则，将所述数据映像写入对应存储区域；

21、根据校验信息判断写入后的补偿数据有效性。

22、进一步地，当补偿数据写入过程中发生异常时，根据所述第一索引存储区中的校验信息识别异常数据页，并调用预设有效补偿参数。

23、进一步地，在红外测温设备运行过程中，将当前生效发射率对应的补偿数据地址信息和补偿数据类型信息缓存于运行存储区域；

24、当检测到发射率设定值变化时，根据变化后的目标发射率重新匹配第一索引存储区中的索引项，并更新缓存中的补偿数据地址信息。

25、进一步地，当检测到发射率设定值变化时，根据变化后的目标发射率重新匹配第一索引存储区中的索引项时，包括：

26、获取变化后的目标发射率，并将所述目标发射率转换为对应的发射率标识信息；

27、根据所述发射率标识信息在所述第一索引存储区中查找对应的定长索引项，并读取所述定长索引项中的补偿数据类型信息和第二补偿数据存储区地址偏移信息；

28、根据所述第二补偿数据存储区地址偏移信息定位对应发射率的补偿数据存储位置，并更新运行存储区域中的补偿数据地址信息和补偿数据类型信息，以完成发射率对应补偿参数的快速切换。

29、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

30、本技术通过建立基于发射率索引的两级补偿数据存储架构，将不同发射率对应的补偿数据分别建立索引并进行独立存储，使设备能够根据目标发射率快速匹配对应补偿参数，实现多材质、多发射率条件下的自适应测温补偿，提高了红外测温设备对不同测量对象的适配能力。

31、本技术通过在非易失性存储器中设置第一索引存储区和第二补偿数据存储区，利用定长索引项记录发射率标识信息、补偿数据类型信息以及补偿数据地址偏移信息，使补偿数据查找由传统全表遍历转变为基于索引的快速定位，降低了查找过程的计算复杂度，提高了低算力嵌入式设备的实时测温响应能力。

32、本技术通过在第二补偿数据存储区采用变长存储方式，根据不同发射率对应的标定需求动态分配存储空间，使不同标定密度的补偿数据能够按照实际需求进行存储，提高了flash存储空间利用率，降低了固定分区造成的存储浪费。

33、本技术通过配置距离补偿模型数据类型和距离-修正量数据类型，使同一存储架构能够兼容基于二次距离补偿模型的参数数据以及基于离散采样点的补偿数据，从而满足不同材料在不同发射率条件下的差异化标定需求，提高了补偿精度和标定灵活性。

34、本技术通过构建基于数据映像生成、整页擦除、对齐写入以及校验恢复的补偿数据更新机制，提高了flash数据写入过程的可靠性，在现场升级过程中降低了因异常断电导致的数据失效风险，保证了嵌入式红外测温设备运行过程中的稳定性。

35、综上，本技术实现了在不增加硬件成本的条件下，提高嵌入式单像素红外测温设备的多发射率适配能力、补偿数据查找效率、存储空间利用率、标定兼容能力以及现场升级可靠性。

36、另一个方面，本发明还提出了一种基于发射率索引的补偿数据存储与查找方法，包括以下步骤：

37、获取嵌入式红外测温设备对应的多个发射率补偿数据，并在非易失性存储器中建立两级存储结构；

38、发射率索引模块，被配置为在所述第一索引存储区中建立与不同发射率对应的多个定长索引项；

39、根据各发射率对应的补偿需求，在所述第二补偿数据存储区中采用变长存储方式存储对应的补偿数据；

40、获取当前测量对应的目标发射率，根据所述目标发射率在所述第一索引存储区中匹配对应索引项，并根据所述索引项中的地址偏移信息获取对应补偿数据；

41、根据所述补偿数据类型信息调用对应的数据处理方式计算温度修正量，并根据所述温度修正量对红外测量结果进行补偿。

42、可以理解的是，上述基于发射率索引的补偿数据存储与查找方法及系统具备相同的有益效果，在此不再赘述。