电磁辐射监测仪的宽动态信号数据处理方法及系统与流程

1.本技术涉及电磁辐射监测仪的领域，尤其是涉及一种电磁辐射监测仪的宽动态信号数据处理方法。


背景技术：

2.为监管基站等产生的电磁辐射对居民等的影响，需要对其强度等测量。对于电磁辐射监测而言，当前有通过选频式监测仪实现，而传统的选频式监测仪，其需要工作人员手动调整仪器量程，以满足使用需求。
3.申请号为2021107163692的专利公开了一种选频式电磁辐射监测仪的控制方法，包括量程选择步骤和底噪扣除步骤，在量程选择步骤中，主控制器定时获取电磁辐射信号并计算当前信号最大强度，与当前量程档位范围的端值进行比较，根据比较结果进行升档、降档判定和维持档位的操作；降档判定操作是判定信号最大强度小于当前量程档位最小值的持续时间，若持续时间达到配置时间，则进行降档操作。
4.针对上述中的相关技术，发明人认为存在以下缺陷：其虽然实现了自动调量程，但是使用大量程时，精度相对较差，因此本技术提出一种新的技术方案。


技术实现要素：

5.为了改善电磁辐射监测仪的精度，本技术提供一种电磁辐射监测仪的宽动态信号数据处理方法及系统。
6.第一方面，本技术提供一种电磁辐射监测仪的宽动态信号数据处理方法，采用如下的技术方案：
7.一种电磁辐射监测仪的宽动态信号数据处理方法，包括：
8.s101、获取人机交互信息；
9.s102、当人机交互信息符合预设的小量程切换触发条件，输出指定小量程切换指令；
10.s103、获取当前量程下采集的实时辐射数据；
11.s104、根据实时辐射数据，判断辐射强度是否过载，如果是，则以当前量程的上限值作为划区基点执行信号划区，得到各个信号区段，并执行区域判定逻辑；如果否，则进行底噪消除；
12.其中，所述区域判定逻辑包括：
13.分别判断各个信号区段是否区域过载，如果是，则输出预设的量程增量指令，并执行s103和s104；如果否，进行底噪消除；
14.s105、拼合底噪消除后各个量程下未超出量程上限的辐射数据；
15.s106、信号数据统计，并用作数显；
16.s107、基于人机交互信息，判断测量是否结束，如果是，结束；如果否，返回s101。
17.可选的，所述底噪消除基于去噪公式执行；所述去噪公式包括：
18.[a
1 a
2 a3ꢀ…ꢀan
]-[b
1 b
2 b3ꢀ…ꢀbn
]＝[a
1-b
1 a
2-b
2 a
3-b3ꢀ…ꢀan-bn]
[0019]
其中，a1…an
为实时辐射数据；b1…bn
为底噪数据，所述底噪数据根据当前量程从预设的底噪数据库中调取。
[0020]
可选的，所述拼合辐射数据包括：以各个量程上限为拼接节点，对底噪消除后的未过载的信号区段进行拼接。
[0021]
可选的，所述信号统计包括对信号数据进行平均值、最大值、最大平均值、积分值、占标比和峰值计算中的一个或多个。
[0022]
可选的，所述数显的信息包括对去噪前和/或去噪后的实时辐射数据做积分计算的结果；其中，积分计算包括：
[0023]
公式一：
[0024][0025]
其中，f(t)为信号时域表达式；f(ω)、为信号频域表达式；
[0026]
公式二：
[0027][0028]
其中，x[k]为离散数字信号时域集合；x[m]为离散数字信号频域集合。
[0029]
可选的，所述底噪数据的采集方法包括以下步骤：
[0030]
s201、将选定的监测仪放入屏蔽实验室；
[0031]
s202、将监测仪的量程切换至最小；
[0032]
s203、定时测量2min内的辐射数据，得到实验数据集；
[0033]
s204、对实验数据集求均值，得到平均值数据；
[0034]
s205、量程*底噪文件，建立一一对应关系，并作为底噪数据库的数据；
[0035]
s206、是否遍历所有量程，如果是，则结束；如果否，则以指定量程增量升档，并返回s203。
[0036]
第二方面，本技术提供一种选频式电磁辐射监测仪的装置，采用如下的技术方案：
[0037]
一种选频式电磁辐射监测仪的装置，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行如上述任一种方法的计算机程序。
[0038]
综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：本方法不仅可以自动调节监测仪的量程，还对信号基于不同量程下的测得数据进行拼接，以更宽的动态范围实现对数据显示，提高测量的准确性，同时，满足更高精度的观察需求。
附图说明
[0039]
图1是本技术的方法的整体流程示意图；
[0040]
图2是本技术的方法的底噪采集流程示意图；
[0041]
图3是本技术的信号拼接示意图。
具体实施方式
[0042]
以下结合附图1-3对本技术作进一步详细说明。
[0043]
本技术实施例公开一种选频式电磁辐射监测仪的控制方法。
[0044]
参照图1，选频式电磁辐射监测仪的控制方法包括：
[0045]
s101、获取人机交互信息。
[0046]
可以理解的是，人机交互信息，即为用户操作监测仪产生的机器信号；在本实施例中，主要指用户对监测仪的量程切换动作产生的信号。
[0047]
s102、当人机交互信息符合预设的小量程切换触发条件，输出指定小量程切换指令。
[0048]
上述预设的小量程，可以是最小量程，具体根据用户经验实操经验确定。
[0049]
s103、获取当前量程下采集的实时辐射数据。
[0050]
关于数据采集，实际如：通过三维全向探头将空间中辐射信号转化成模拟电信号，再经过监测仪预置的高速adc将其转换成数字电信号，即监测仪可以使用、处理的辐射数据。
[0051]
s104、根据实时辐射数据，判断辐射强度是否过载，如果是，则以当前量程的上限值作为划区基点执行信号划区，得到各个信号区段，并执行区域判定逻辑；如果否，则进行底噪消除。
[0052]
上述过载，可以理解为：是否超出当前量程的上限值；因此，信号过载，即辐射强度超量程。
[0053]
需要注意的是，判断辐射强度是否过载，实际为：获取一次/一帧完整的辐射数据后，判断过载事件。
[0054]
其中，区域判定逻辑包括：
[0055]
分别判断各个信号区段是否区域过载，如果是，则输出预设的量程增量指令，并执行s103和s104；如果否，进行底噪消除。
[0056]
结合后续，通俗的解释是：当出现过载时，必然是数据中的某一部分过载，而其他部分是不过载的；不过载的部分就可以走之后的流程(去噪 拼合)，而过载部分需要增加量程重新测量再走判断流程，直到新量程下不再有过载信号，再走之后的流程(去噪 拼合)。
[0057]
关于底噪消除，具体为：基于去噪公式执行，其中，去噪公式包括：
[0058]
[a
1 a
2 a3ꢀ…ꢀan
]-[b
1 b
2 b3ꢀ…ꢀbn
]＝[a
1-b
1 a
2-b
2 a
3-b3ꢀ…ꢀan-bn]
[0059]
上述a1…an
为实时辐射数据；b1…bn
为底噪数据，底噪数据根据当前量程从预设的底噪数据库中调取。
[0060]
s105、拼合底噪消除后各个量程下未超出量程上限的辐射数据；即，以各个量程上限为拼接节点，对底噪消除后的未过载的信号区段进行拼接。
[0061]
参照图3，具体地，以三段为例，如：
[0062]
完整数据d[d1 d2 d3
ꢀ…ꢀ
dn]＝第一量程部分数据d1[d11 d12 d13
ꢀ…ꢀ
d1a]拼接第二量程部分数据d2[d2b d2c d2d
ꢀ…ꢀ
d2k]拼接第三量程部分数据d3[d31
ꢀ…ꢀ
d3n]。
[0063]
s106、信号数据统计，并用作数显。
[0064]
上述信号数据统计包括：对信号数据进行平均值、最大值、最大平均值、积分值、占标比和峰值计算中的一个或多个。
[0065]
本技术数显的信息还包括：对去噪前和/或去噪后的实时辐射数据所做积分计算的结果；其中，积分计算基于下述实现：
[0066]
帕塞瓦尔定理parseval's theorem表明了信号的能量在时域和频域相等，因此公式一：
[0067][0068]
其中，f(t)为信号时域表达式；f(ω)、为信号频域表达式；
[0069]
关于能量定义：信号幅度平方的积分，如果是数字信号，能量就是各点信号幅度值平方后的求和，因此公式二：
[0070][0071]
其中，x[k]为离散数字信号时域集合；x[m]为离散数字信号频域集合。
[0072]
上述积分值用于显示，是仪表最终测量结果；其可以用于评定去噪的效果和宽动态功能对数据正确性影响的判定。
[0073]
s107、基于人机交互信息，判断测量是否结束，如果是，结束；如果否，返回s101。
[0074]
参照图2，关于上述过程中使用的底噪数据，其采集方法包括以下步骤：
[0075]
s201、将选定的监测仪放入屏蔽实验室；
[0076]
s202、将监测仪的量程切换至最小；
[0077]
s203、定时测量2min内的辐射数据，得到实验数据集；
[0078]
s204、对实验数据集求均值，得到平均值数据；
[0079]
s205、量程*底噪文件，即两者一一匹配对应，建立对应关系，并作为底噪数据库的数据，等待实际使用阶段，根据量程调用；
[0080]
s206、是否遍历所有量程，如果是，则结束；如果否，则以指定量程增量升档，并返回s203。
[0081]
综上所述，本方法不仅可以自动调节监测仪的量程，还对信号基于不同量程下的测得数据进行拼接，以更宽的动态范围实现对数据显示，提高测量的准确性，同时，满足更高精度的观察需求。
[0082]
本技术实施例还公开一种选频式电磁辐射监测仪的装置。
[0083]
选频式电磁辐射监测仪的装置，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行如上述方法的计算机程序。
[0084]
以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。