基于商用WIFI信号的储粮水分快速检测

发布时间：2023-02-12 10:53

　　我国是一个人口众多的国家,粮食安全关系到国计民生和国家发展。我国粮食储藏周期是三到五年,这个过程中要对粮食进行温度、水分、虫害、霉变等多重指标检测,以保障粮食安全。其中在粮食安全中一项重要指标就是粮食的含水量,当含水量过高时,会导致粮食发霉、变质等问题;相反,当含水量过低时粮食内部的有机物会受到破坏,从而使粮食品质降低。同时粮食水分还关系着粮食后续的食品加工,销售贩卖等环节中销售者和消费者的利益。因此,储粮中对粮食水分的检测是保障粮食安全的一个重点。然而传统粮食水分检测方法存在耗时长、效率低、破坏粮食本身、无法在线检测等问题;现代粮食水分检测方法存在精度不高、仪器价格昂贵等局限性。基于以上问题,本文提出利用商用WIFI设备检测粮食水分的方法。本文所完成的研究工作包括:首先,本文在对粮食水分检测技术背景和WIFI无线通信技术原理进行深入了解的基础上,将粮食水分和WIFI无线通信技术结合分析,提供了利用WIFI无线通信技术中信道状态信息(Channel State Information,CSI)进行粮食水分检测的可行性。可以通过WIFI信号在不同粮食水分传播过程中对CSI中的振幅和相位信...

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究的背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 粮食水分检测技术概述
        1.2.2 国内外研究现状
    1.3 论文研究内容和章节组织
        1.3.1 论文研究内容
        1.3.2 论文章节组织
    1.4 本章小结
第二章 相关技术原理研究
    2.1 WIFI通信技术
        2.1.1 正交频分复用技术
        2.1.2 MIMO技术
        2.1.3 信道状态信息
    2.2 粮食水分对WIFI的影响
        2.2.1 粮食水分组成
        2.2.2 粮食水分介电特性对WIFI信号的影响
    2.3 本章小结
第三章 基于SVM的粮食水分异常检测
    3.1 系统总体设计
    3.2 CSI数据采集
        3.2.1 实验设备
        3.2.2 实验材料及场景
        3.2.3 CSI数据获取与初步实验观察
    3.3 数据预处理
        3.3.1 异常值去除
        3.3.2 噪音去除
        3.3.3 特征提取
        3.3.4 归一化
    3.4 粮食水分异常检测算法
    3.5 实验结果分析
        3.5.1 实验结果
        3.5.2 系统检测性能分析
    3.6 本章小结
第四章 基于LSTM的粮食水分精准检测
    4.1 系统总体设计
    4.2 CSI数据采集及数据预处理
        4.2.1 CSI数据采集
        4.2.2 实验初步观察
        4.2.3 数据预处理
    4.3 粮食水分精准检测算法
        4.3.1 LSTM网络搭建
        4.3.2 Softmax分类器
        4.3.3 在线预测
    4.4 实验结果分析
        4.4.1 实验结果
        4.4.2 系统检测性能分析
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
个人简介及攻读硕士学位期间取得的成果



本文编号：3740973