[发明专利]一种监测空间中电磁环境的可视化系统及方法

说明书

本发明公开了一种监测空间中电磁环境的可视化系统及方法，所述系统包括可视化处理中心和设置于监测空间不同区域的多个可视化探测装置；所述可视化探测装置包括宽带天线、功率检测器、模数转换器、微控制器、变色LED和RFID标签；所述可视化处理中心包括中央处理器、显示器、扫描范围覆盖整个监测空间的RFID读写器，以及拍摄范围覆盖整个监测空间的视频图像采集模块。本发明具有小型化、低成本、低功耗、可视化的优势，并且能够适合于大体量的数据读取。

技术领域

本发明涉及电磁环境监测，特别是涉及一种监测空间中电磁环境的可视化系统及方法。

背景技术

电磁辐射的可以在短时间内造成严重危害，以发动机燃油为例，超过阈值的电磁辐射可在微秒量级点燃燃油，瞬间引发严重后果。因此，需要快速、实时的电磁环境监测手段。

电磁环境在智能网联背景下变得日益复杂，以智能车面临的路面环境为例，对全景全域的电磁环境空间分布进行监测是保障智能车安全的基础，因此，需要大范围、低成本的监测手段。

因此，新趋势下亟需研究便携式、可视化、快响应、大范围、低成本的电磁环境监测方法。其中大范围指的是分布式的电磁环境监测，可以实现大通道数同时监测；而这就要求单个监测系统的便携性和低成本；而可视化指的是物理实现的根据场强变化颜色，以满足显示场强时的快速直观。

目前的常用电磁辐射监测设备，常用的有频谱分析仪、场强仪和微波漏能器等等，虽然它们功能强大、测量精度高，但局限在移动性和成本，另外由于预算和测试空间总是有限制的，所以难以提供大范围检测，而且基于屏幕显示读数也往往不够直观。

便携式电磁辐射监测设备，在系统性能与体积之间作了折衷，有着体积小、成本低、功耗低的优势，故可以通过分布式方法布置多个小系统扩展通道数，但是如何扩展是个问题。用线缆或光纤等有线传输方法组网可靠性高，但是影响了系统便携性。采用无线方式实现大规模传感网络的低成本高效组网是有难度的。同时便携式电磁辐射监测设备也存在着显示不够直观的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种监测空间中电磁环境的可视化系统及方法，具有小型化、低成本、低功耗、可视化的优势，并且能够适合于大体量的数据读取。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种监测空间中电磁环境的可视化系统，包括可视化处理中心和设置于监测空间不同区域的多个可视化探测装置；

所述可视化探测装置包括宽带天线、功率检测器、模数转换器、微控制器、变色LED和RFID标签；

所述宽带天线用于接收其所在区域空间的电磁波信号，并传输给功率检测器，所述功率检测器对宽带天线输出的电磁波信号进行检测，并输出一个反应信号强度的电平信息，将输出的电平信息通过模数转换器传输给微控制器；所述微控制器，用于将电平信息转换得到的数字信号换算成为RGB值，并根据RGB值控制变色LED产生不同的颜色；同时，将电平信息转换得到的数字信号写入RFID标签中；

所述可视化处理中心包括中央处理器、显示器、扫描范围覆盖整个监测空间的RFID读写器，以及拍摄范围覆盖整个监测空间的视频图像采集模块；所述RFID读写器和视频采集模块均与中央处理器连接，所述中央处理器还与显示器连接；中央处理器用于将视频图像采集模块采集到的视频图像传输给显示器进行显示，以实现电磁环境的可视化展示，同时，将各个可视化探测装置中RFID读写器采集阅读到的标签编号和标签中的电平信息的数字信号传输给显示器进行精确显示。

一种监测空间中电磁环境的可视化方法，包括以下步骤：

S1.对可视化系统进行校准，得到各个可视化探测装置处的RGB差异值，并传输给各个可视化探测装置；

S2.校准完成后，开始进行监测空间中电磁环境的采集与处理；

S3.利用RFID读写器和视频图像采集模块进行信息采集，并实现电磁环境的可视化处理。