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专利号: 2023110091951
申请人: 成都航空职业技术学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于动态阈值及信号能量等级判定的读卡器保护装置,其特征在于,包括:检测线圈,其被配置在读卡器插卡口位置,用于根据激励信号在读卡器插卡口位置建立能量场,并检测读卡器插卡口位置能量场的能量变化;

控制板,其与检测线圈电性连接,用于向检测线圈发送激励信号,并实时获取检测线圈检测的能量变化信号,采用基于动态阈值及信号能量等级判定方法根据能量变化信号检测读卡器插卡口是否存在异物;

其中采用基于动态阈值及信号能量等级判定方法根据能量变化信号检测读卡器插卡口是否存在异物的方法包括:A1、判断是否为第一次上电;若是,则执行步骤A2;否则执行步骤A4;

A2、获取模数转换模块输出数字信号的电压值;

A3、判断电压值是否为电压最大值;若是,则保存当前数模转换模块的数模转换输出值,并执行步骤A4;否则调节当前数模转换模块的数模转换输出值,并返回步骤A2;

A4、依次采集各个检测线圈经模数转换模块输出数字信号的电压值;

A5、根据采集的电压值,采用基于动态阈值及信号能量等级判定方法检测读卡器插卡口是否存在异物;

B1、采用递推中值平均滤波对能量变化信号进行滤波处理;

B2、计算滤波处理后的能量变化信号的一阶微分数据;

B3、采用滑动窗口从能量变化信号的一阶微分数据中提取数据样本;

B4、判断提取的数据样本中一阶微分数据的变化量是否大于数据变化阈值;若是,则执行步骤B5;否则采用动态阈值机制实时更新动态参考阈值;

B5、从当前时刻开始对能量变化信号进行积分计算,得到信号能量值;

B6、判断能量变化信号与动态参考阈值的差值是否小于检测阈值;若是,则停止积分计算,并执行步骤B7;否则直接执行步骤B7;

B7、判断积分计算的信号能量值是否达到信号能量阈值;若是,则判定读卡器插卡口存在异物;否则采用动态阈值机制实时更新动态参考阈值,并返回步骤A1。

2.根据权利要求1所述的一种基于动态阈值及信号能量等级判定的读卡器保护装置,其特征在于,所述检测线圈被配置为至少一个,各个检测线圈采用柔性电路板固定在读卡器插卡口前方保护盖内侧的保护区域。

3.根据权利要求2所述的一种基于动态阈值及信号能量等级判定的读卡器保护装置,其特征在于,所述保护区域的确定方法为:从读卡器前方向读卡器后方方向作保护盖的投影,以面积最大平整面为第一基准面,将所有面积大于第一基准面的第一阈值的平面作为保护区域分别配置检测线圈;

从垂直读卡器方向作保护盖的投影,以面积最大平整面为第二基准面,将所有面积大于第二基准面的第二阈值的平面作为保护区域分别配置检测线圈。

4.根据权利要求1所述的一种基于动态阈值及信号能量等级判定的读卡器保护装置,其特征在于,所述控制板具体包括:单片机,以及分别与单片机及各个检测线圈电性连接的电路通道;各个电路通道均包括数模转换模块、电压控制振荡器、放大滤波模块、检波模块和模数转换模块;

所述数模转换模块用于将单片机发送的控制信号转换为数字信号;

所述电压控制振荡器用于根据数字信号调节输出至对应检测线圈的激励信号的信号频率,以调整对应检测线圈处于谐振状态;

所述放大滤波模块用于将检测线圈在谐振状态下输出的振荡信号进行放大和滤波处理;

所述检波模块用于将放大滤波模块处理后的振荡信号转换为直流信号;

所述模数转换模块用于将直流信号转换为数字信号,并输出至单片机;

所述单片机用于向数模转换模块发送控制信号,并接收模数转换模块输出的数字信号,根据数字信号采用基于动态阈值及信号能量等级判定方法检测读卡器插卡口是否存在异物。

5.根据权利要求1所述的一种基于动态阈值及信号能量等级判定的读卡器保护装置,其特征在于,计算滤波处理后的能量变化信号的一阶微分数据的计算公式为:;

其中, 为 时刻的能量变化信号的一阶微分数据, 为时刻的能量变化信号, 为 时刻的能量变化信号。

6.根据权利要求1所述的一种基于动态阈值及信号能量等级判定的读卡器保护装置,其特征在于,采用动态阈值机制实时更新动态参考阈值的更新公式为:;

其中, 为动态参考阈值, 为 时刻的能量变化信号。

7.根据权利要求1所述的一种基于动态阈值及信号能量等级判定的读卡器保护装置,其特征在于,对能量变化信号进行积分计算的计算公式为:;

其中, 为积分计算的信号能量值, 为 时刻的能量变化信号, 为动态参考阈值。