程蕾，范彦平，张晓燊

基于PSO-ESPRIT算法的SAW温度传感器解调方法

程蕾，范彦平，张晓燊

（上海理工大学 光电信息与计算机工程学院，上海 200093）

目的 为了提高声表面波(Surface acoustic wave, SAW)温度传感器的测量精度，设计一种基于PSO-ESPRIT算法的高精度SAW温度传感器解调方法。方法 以ESPRIT谱估计方法为基础，把Hankel矩阵的时间窗长度与计算噪声方差时的值作为粒子群优化(Particle swarm optimization, PSO)算法的输入变量，并以频率估计标准差作为粒子的适应度函数，利用PSO对ESPRIT算法中的参数进行优化，以改善频率估计精度，从而提高SAW回波信号频率估计的分辨率，实现SAW温度传感器的高精度解调。结果 仿真和实验结果表明，所设计的方法与其他谱估计算法相比，其对SAW回波信号估计的频率误差最小，标准差小于0.66 kHz。把设计的算法用于SAW温度传感器的温度解调，得到的温度值与实际温度的误差小于0.4 ℃。结论 测试结果说明，设计的温度解调方法提高了SAW回波信号频率解调精度，可用于SAW温度传感器的解调，实现了对食品包装储运过程中温度的实时监测。

声表面波；温度传感器；PSO-ESPRIT；谱估计

在食品包装储运过程中，温度是影响其品质的重要因素之一。对食品包装贮存的全时间段内的温度监测，可以防止食品变质和保证食品的安全性。尤其针对出口水产品和蔬果等生鲜食品，存贮的环境较为潮湿封闭，利用常用的有源传感器[1-3]在运输过程中进行温度检测，容易导致传感器漏电和损坏。文中利用SAW温度传感器对食品运输过程的温度进行实时监测。……