专利名称：基于射频的湿度测量方法
技术领域：
本设计属于传感器领域的湿度传感器技术领域，特别涉及一种利用射频测量湿度的方法。
背景技术：
目前常用的湿度计主要有干湿 球和阻抗式湿度计。干湿球是最古老最常用的湿度测量方法之一，在量程范围内相对湿度测量精度较高，但只适用于(T85°C温度范围内的空气湿度测量。阻抗式湿度计同样在高温高湿环境中工作不稳定，易老化。也有一种微波湿度计，它是通过空气吸收微波辐射的程度来测量空气的湿度，该方法虽测量量程宽，但仪表加工要求严格，成本高，且不适用于湿度变化快的测量场合。
发明内容
本发明的目的是提供一种适应于各种高低温高湿环境的湿度测量方法。本发明利用水蒸气对射频信号的敏感吸收完成了对所需环境的湿度测量。对于射频发送模块采用多天线技术，向不同方向位置的接收模块发送信号，从而更准确地测量所处环境的湿度。本发明的主机系统中存有各个装置的唯一识别代码及数据处理方式和程序。本发明基于射频的湿度测量方法，包括以下步骤
A、根据所要测量的环境，确定发射模块和接收模块之间的距离，一般在1000米以内，在这段距离上射频信号可视为直线视距传输；
B、根据所测量的环境，选择水蒸气吸收射频信号的参数％%与射频的发射频率和环境温度有关，其取值一般小于O. lmff/g ；
C、射频发射模块在短时间内，如Is内，通过天线以一固定的发送功率发送一固定频率的射频信号给接收模块，并将此次射频的发射功率以微波方式通过天线发送给主机，射频发射频率为430. 05 440MHz或902 928MHz ；
D、射频接收模块通过天线和接收机单元接收射频发射模块发送的射频信号，并根据射频接收模块中数据处理单元计算出接收功率，并将接收功率信息通过天线以微波发送给主机；
P-P -￡
E、主机接收射频发射模块和接收模块发送的信息，并根据公式Af^一色进行处
理，此公式通过如下步骤得出
被水吸收的射频信号功率计算公式为晷=巧-茗，其中，€为发射功率，是自己
设定的茗力接收功率，可以通过接收模块中的功率计直接得出，矣为路径损耗，可以通过
查找无线通信路径损耗资料获得，K为被水蒸气吸收的功率。
在射频信号传输过程中水蒸气对射频信号的影响是与发射频率有关的，水蒸气对不同的发射频率具有不同的吸收程度，因此水蒸气对射频信号的影响可记为
权利要求
1.一种基于射频的湿度测量方法，其特征在于包括以下步骤 根据所要测量的环境，确定发射模块和接收模块之间的距离； 选择水蒸气吸收射频信号的参数士 /与射频的发射频率和环境温度有关，取值范围为O O. ImW/g ； 射频发射模块在短时间内，通过天线以一固定的发送功率发送一固定频率的射频信号给接收模块，并将此次射频的发射功率以微波方式通过天线发送给主机； D、射频接收模块通过天线和接收机单元接收射频发射模块发送的射频信号，并根据射频接收模块中数据处理单元计算出接收功率，并将接收功率信息通过天线以微波发送给主机； E、主机接收射频发射模块和接收模块发送的信息，并根据湿度的计算公式 aZd 得到所测环境的湿度，式中被水吸收的射频信号功率为,其中JJ力发射功率，Pt为接收功率，Pr通过接收模块中的功率计直接得出，I*为路径损耗，Pv为被水蒸气吸收的功率；水蒸气对射频信号的影响为=<!/··/V P 其中，《/为水蒸气吸收射频的程度参数P,表亍绝对湿度，r为吸收射频的水蒸气的体积；在发射天线与接收天线之间，射频信号视为直线传输，有巧=%-A-rf，其中，为发射天线与接收天线之间的距离。
2.如权利要求I所述的基于射频的湿度测量方法，其特征在于所述步骤C中射频接收模块所计算出的接收功率通过信道编码再以微波的方式发送给主机。
3.如权利要求2所述的基于射频的湿度测量方法，其特征在于一个射频发射模块可以同时向不同方向多个射频接收模块发射射频信号。
4.如权利要求3所述的基于射频的湿度测量方法，其特征在于对每个射频发射模块和射频接收模块都有唯一识别的代码，并且对于各个发射模块在某一时刻发射的射频信号和接收模块接收的射频信号都有唯一的识别代码。
5.如权利要求I所述的基于射频的湿度测量方法，其特征在于所述的发射模块和接收模块之间的距离为1000米以内。
6.如权利要求I所述的基于射频的湿度测量方法，其特征在于所述的频率为.430. 05 440MHz 或 902 928MHz。
全文摘要
基于射频的湿度测量方法，主机处理模块根据接收到的射频发射功率和接收功率来计算空气中水蒸气的含量。先根据所要测量的环境，确定发射模块和接收模块之间的距离和水蒸气吸收射频信号的参数，射频发射模块在短时间内，通过天线以一固定的发送功率发送一固定频率的射频信号给接收模块，并将此次射频的发射功率以微波方式通过天线发送给主机；射频接收模块通过天线和接收机单元接收射频发射模块发送的射频信号,并根据射频接收模块中数据处理单元计算出接收功率，计算出被水吸收的射频功率，从而计算空气的湿度。本发明方便简捷，适用范围宽。
文档编号G01N22/04GK102636500SQ20121011067
公开日2012年8月15日 申请日期2012年4月16日 优先权日2012年4月16日
发明者周婧莹, 赵于前, 郭海艳, 郭迎 申请人:湖南中大智能科技有限公司