一种温湿度智能监测系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了一种温湿度传感器智能监测系统与方法，对特定产品和材料(如：车辆关键部件、电子产品等)等样件仿真出一种高温、恶劣环境测试的环境，根据测试具体要求配置主体系统、主电系统、控制系统、加热系统、温度控制系统、负载检测等子系统，通过此系统可检查出不良品或不良件，并通过实时数据或存储的数据，再现试验过程。再现试验过程。再现试验过程。

【技术实现步骤摘要】
一种温湿度智能监测系统和方法


[0001]本专利技术涉及实验耐侯性检测
，尤其是一种温湿度智能监测 系统和方法。

技术介绍

[0002]随着科技的发展，温湿度精准测量越来越重要，将测量的环境温湿 度作为输入，通过环境控制系统的计算与输出，可为电子设备及仪器的 正常运行、冷链运输的保鲜、仓储粮食、药品的安全等提供重要保障。 人工气候模拟加速试验方法是通过多功能气候试验室人为地控制某一种 或几种因素来模拟自然气候环境使试件加速耐久性退化的一种试验方 法。该试验方法具有试验周期短、试验条件控制严格、重现性好、成本 和复杂程度低、结果可靠性较高等优点。然而，随着服役期的延长，动 车结构存在的耐久性性能退化问题给国民经济带来了巨大损失，对受试 样品的受试环境条件仅通过试验箱的控制显示读数或记录是不够的，迫 切需要解决要准确再现或重复一个温度/湿度试验过程。
[0003]国内外学者针对温度监测开展了很多研究，但在实验过程中，由于 采集到的图信号数据往往具有时变特性，就会产生信号数据丢失或数据 不准确的问题，对此需要找到一些方法对错误或者丢失的数据进行恢复。 传统的数据表征方法无法适用于具有复杂关联特征的新网络数据集，因 此一种非规则域中用于表征关联数据的模型图网络应运而生。然而，如 何更好地分析和处理这些基于图网络表征的数据集，从而更加高效地挖 掘数据集的深度信息成为当下研究的热点问题之一。针对目前人工气候 加速试验箱存在的单传感器难以准确测量问题，本文提出了一种多传感 器融合温湿度图信号处理。
专利技术内容
[0004]本专利技术主要目的在于解决上述问题和不足，提供一种温湿度智能监 测系统和方法，可实现多传感器融合温湿度信号处理，可重现或重复一 个温度和湿度试验过程。
[0005]为实现上述目的，本专利技术首先提供了一种湿湿度智能监测系统和方 法，采用如下技术方案：
[0006]一种温湿度智能监测方法，包括如下步骤：
[0007]S1，在智能温湿度监测系统内布设多个温度传感器和湿度传感器， 按预定程序，控制温度和湿度变化，根据试验进程，分别采集各点的温 度和湿度数据；
[0008]S2，分别对采集的各点的数据进行去噪和重构处理；
[0009]S3，输出降噪和重构处理后的数据，重现实验过程。
[0010]进一步的，步骤S2中，对各点数据分别进行去噪处理以满足重构条 件，再使用不同的采样率模拟部分数据丢失的情况，最后采用时间差分 平滑度的重建方法对温度和湿度信号进行重构。
[0011]进一步的，采用db6小波对获取的数据进行小波去噪，获取去噪的 默认阈值，再使用去噪函数去噪，分解级数为5级。
[0012]进一步的，小波去噪的基本函数为，
[0013][0014]其中，a，b为连续的变量，其中a为尺度因子，且a>0，b为位移因 子，随a，b不变地变化，移位伸缩后得到一组函数得到温度数据 和湿度数据关于时间的光滑曲线。
[0015]进一步的，对于平方可积的信号x(t)，小波变换定义为，
[0016][0017]进一步的，进行数据重构的公式为，
[0018][0019]其中，J为采样算子，X为重构信号，Y为观测信号记，D为时间差 分算子，λ为正则化参数。
[0020]进一步的，采用迭代算法求解时计算其梯度为
[0021][0022]得到梯度后，使用梯度下降方法求解最佳值，恢复出采样信号中丢 失的采样点。
[0023]进一步的，重构效果由无论方根误差评估，
[0024][0025]当计算得到的误差阈值，当计算获得的均方根误差小于误差阈值时， 调整正则化参数λ，使计算获得的无论方根误差大于等于语差阀值，使 重构数据贴近真实数据。
[0026]进一步的，当某一传感器故障，出现全部或部分信号丢失时，根据 与其有联系的其他传感器信号，利用图信号平滑度指标，获得丢失的信 号。
[0027]进一步的，原始数据和图信号重构数据，作为双重信号输入到已训 练好的采用增加注意力机制的长短期记忆网络模型中，对两种信号分别 进行特征处理，获取预测数据。
[0028]本专利技术进一步提供了一种温湿度智能监测系统，采用如下技术方案：
[0029]一种温湿度智能监测系统，执行如前文所述的监测方法。
[0030]综上所述，本专利技术提供的一种温湿度智能监测系统和方法，与现有 技术相比，具有如下技术优势：
[0031]1.通过调整加热系统和加湿系统的工作状态，仿真出一种高温、高 湿的恶劣环境测试的试验环境，并可通过调整加温、加湿时间，加快实 验进程，缩短试验周期；
[0032]2.试验条件可严格控制；
[0033]3.采用多点数据，可充分体现试验箱内的温湿度，试验结果可靠性 高；
[0034]4.通过数据去噪、重构使得整个实验过程重现性好，并通过图信号 平滑度处理，实现丢失数据的再现；
[0035]5.成本和复杂程度低。
附图说明：
[0036]图1：本专利技术提供的一种温湿度智能监测系统整体结构示意图；
[0037]图2：本专利技术提供的一种温湿度智能监测系统整体结构开门状态示 意图；
[0038]图3：本专利技术提供的一种温湿度智能监测系统的样本架示意图；
[0039]图4：本专利技术提供的一种温湿度智能监测系统的磁吸式温度传感器 布器示意图；
[0040]图5：本专利技术提供的一种温湿度智能监测系统的湿度传感安装示意 图；
[0041]图6：本专利技术提供的一种温湿度智能监测系统的各传感器拓扑图；
[0042]图7：本专利技术提供的一种温湿度智能监测方法中数据小波去噪前后 对比效果图；
[0043]图8：本专利技术提供的一种温湿度智能监测方法中数据重构前后对比 示意图；
[0044]图9：本专利技术提供的一种温湿度智能监测方法中正则化参数对重建 精度的影响；
[0045]图10：本专利技术提供的一种温湿度智能监测方法中三种构方法对比示 意图。
[0046]图11：本专利技术提供的一种温湿度智能监测方法中数据预测逻辑示意 图；
[0047]图12：本专利技术提供的一种湿湿度智能监测方法中LSTM网络模型；
[0048]其中，显示器1，上盖板2，柜体3，传感器接头4，轮子5，柜门6， 键盘7，NI采集卡8，工控机9，温度传感器支架10，样件11，温度传 感器12，湿度传感器13，湿度传感器支架14。
具体实施方式
[0049]下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步的详细描述。
[0050]本专利技术提供了一种温湿度传感器智能监测系统与方法，对特定产品 和材料(如：车辆关键部件、电子产品等)等样件11仿真出一种高温、 恶劣环境测试的环境，根据测试具体要求配置主体系统、主电系统、控 制系统、加热系统、温度控制系统、负载检测等子系统，通过此系统可 检查出不良品或不良件，并通过实时数据或存储的数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种温湿度智能监测方法，其特征在于：包括如下步骤，S1，在智能温湿度监测系统内布设多个温度传感器和湿度传感器，按预定程序，控制温度和湿度变化，根据试验进程，分别采集各点的温度和湿度数据；S2，分别对采集的各点的数据进行去噪和重构处理；S3，输出降噪和重构处理后的数据，重现实验过程。2.如权利要求1所述的一种温湿度智能监测方法，其特征在于：步骤S2中，对各点数据分别进行去噪处理以满足重构条件，再使用不同的采样率模拟部分数据丢失的情况，最后采用时间差分平滑度的重建方法对温度和湿度信号进行重构。3.如权利要求1所述的一种温湿度智能监测方法，其特征在于：采用db6小波对获取的数据进行小波去噪，获取去噪的默认阈值，再使用去噪函数去噪，分解级数为5级。4.如权利要求1所述的一种温湿度智能监测方法，其特征在于：小波去噪的基本函数为，其中，a，b为连续的变量，其中a为尺度因子，且a>0，b为位移因子，随a，b不变地变化，移位伸缩后得到一组函数得到温度数据和湿度数据关于时间的光滑曲线。5.如权利要求4所述的一种湿湿度智能监测方法，其特征在于：对于平方可积的信号x(t)，小波变换定义为，6.如权利要求1至5任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王涵予，张守亮，姜永元，胡元元，吴任翔，刘春艳，孙瑞雪，刘天畅，蒙丹，
申请(专利权)人：中车青岛四方机车车辆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：