[发明专利]用于无线被动式环境状态检测的超材料物联网系统及方法

权利要求书

1.一种用于无线被动式环境状态检测的方法，其特征在于，所述方法包括：

获取信号功率谱数据，所述信号功率谱数据是由超材料传感器反射回无线信号收发机的各频率成分功率数据；

对所述信号功率谱数据进行处理，得到接收信号功率向量；

将所述接收信号功率向量输入训练好的最优状态感知模型，得到环境状态信息；

其中，所述最优状态感知模型由以下方法训练得到：

获取多个不同的温湿度情况下，实际测量的多个信号功率谱历史数据；

对所述多个信号功率谱历史数据进行对应的温湿度的标签标注，得到带标注的训练集数据；

采用所述训练集数据，对初始状态感知模型进行训练，得到训练好的最优状态感知模型；

其中，所述初始状态感知模型由以下方法得到：

建模超材料传感器反射功率谱与超材料感传结构之间的关系，得到初始超材料反射系数拟合方程；

优化所述初始超材料反射系数拟合方程，得到最优超材料反射系数拟合方程；

根据所述最优超材料反射系数拟合方程，对所述超材料感传结构进行优化，得到最优超材料感传结构；

根据所述最优超材料感传结构，建立状态感知方程，得到所述初始状态感知模型。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

优化所述初始超材料反射系数拟合方程，得到最优超材料反射系数拟合方程，包括：

通过系数多项式建模误差，通过优化多项式参数，使通过所述初始超材料反射系数拟合方程和通过有限元数值仿真得到的超材料反射功率谱之间的误差最小，得到最优超材料反射系数拟合方程。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

根据所述最优超材料反射系数拟合方程，对所述超材料感传结构进行优化，得到最优超材料感传结构，包括：

根据所述最优超材料反射系数拟合方程，得到多个温湿度下的接收信号功率谱；

选定不同温湿度下接收信号功率谱可区分性的测度，建立超材料传感结构和可区分性测度的关系；

优化超材料传感结构，最大化不同温湿度条件下接收反射信号功率谱之间的可区分性测度,得到最优的超材料传感结构。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

根据所述最优超材料感传结构，建立状态感知方程，得到所述初始状态感知模型，包括：

根据所述最优超材料感传结构，利用所述训练集数据以及全连接神经网络回归器模型，构建状态感知方程，得到所述初始状态感知模型。

5.一种用于无线被动式环境状态检测的超材料物联网系统，其特征在于，所述系统用于执行如权利要求1至4任一项所述的用于无线被动式环境状态检测的方法，所述系统包括：铺设于环境平面上的超材料传感器、无线信号收发机、计算机以及两根定向天线；

两根所述定向天线连接在所述无线信号收发机上，所述无线信号收发机与所述超材料传感器信号连接，所述计算机与所述无线信号收发机通信连接。

6.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如权利要求1至4中任一项所述的用于无线被动式环境状态检测的方法的步骤。

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1 至4中任一项所述的用于无线被动式环境状态检测的方法的步骤。