一种基于物联网的送检煤自取检测控制系统-复审决定


发明创造名称:一种基于物联网的送检煤自取检测控制系统
外观设计名称:
决定号:196485
决定日:2019-11-26
委内编号:1F265618
优先权日:
申请(专利)号:201710161805.8
申请日:2017-03-17
复审请求人:贵州省煤炭产品质量监督检验院
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:李苏宁
合议组组长:张礅
参审员:王咪娜
国际分类号:G01N35/00;G01N21/359;G01N21/3563
外观设计分类号:
法律依据:专利法第22条第3款
决定要点
:如果权利要求请求保护的技术方案与最接近的现有技术公开的技术方案之间具有区别技术特征,但该区别技术特征部分已经被其他对比文件公开且所起的作用相同,其余部分区别技术特征是本领域的公知常识,则该权利要求请求保护的技术方案对本领域技术人员来说是显而易见的,不具备创造性。
全文:
本复审请求涉及申请号为201710161805.8、名称为“一种基于物联网的送检煤自取检测控制系统”的发明专利申请(下称本申请),申请人为贵州省煤炭产品质量监督检验院,本申请的申请日为2017年03月17日,公开日为2017年07月18日。
经实质审查,国家知识产权局专利实质审查部门以本申请权利要求1不符合专利法第22条第3款的规定为由于2018年08月13日驳回了本申请。驳回决定所针对的文本为:申请日2017年03月17日提交的说明书摘要、说明书第1-15页、摘要附图、说明书附图第1页;2018年05月08日提交的权利要求第1项。
驳回决定中引用了如下对比文件:
对比文件1:CN 202455542U,公告日:2012年09月26日;
对比文件2:“一种改进的可见红外多光谱辐射测温反演算法”,张志林等,《红外技术》,第35卷,第8期,518-521页,公开日:2013年08月31日;
对比文件3:CN 106359023A,公开日:2017年02月01日;
对比文件4:CN 204405066U,公告日:2015年06月17日;
对比文件5:CN 106357720A,公开日:2017年01月25日。
驳回决定所针对的权利要求书如下:
“1. 一种基于物联网的送检煤自取检测控制系统,其特征在于,所述基于物联网的送检煤自取检测控制系统包括:控制终端单元、通讯单元、取样煤炭信息处理单元和取样煤炭信息采集单元;
所述控制终端单元通过通讯单元与取样煤炭信息处理单元连接,所述控制终端单元用于远程控制取样煤炭信息采集单元;
所述取样煤炭信息采集单元用于采集取样滑道出口煤炭的质量信息;所述煤炭的质量信息包括煤炭燃烧值信息和煤炭图像信息;
所述取样煤炭信息处理单元通过通讯单元与取样煤炭信息采集单元连接,所述取样煤炭信息处理单元用于处理取样煤炭信息采集单元所采集的信息;
所述取样煤炭信息采集单元包括近红外线摄像头;所述近红外线摄像头安装在位于取样滑道出口一侧的塔杆上;所述近红外线摄像头根据红外光谱辐射得到煤炭燃烧值信息的参数,红外光谱发射率在所选定的波长处与煤炭燃烧值信息有近似相同的线性关系,即:
εi2=εi1[1 k(T2-T1)]
式中,εi1是波长为λi,煤炭燃烧值为T1时的光谱发射率;εi2是波长为λi,煤炭燃烧值为T2时的光谱发射率;T1、T2分别为两个不同时刻的煤炭燃烧值;k为系数;
Vi1为第一个煤炭燃烧值T1下的第i个通道的输出信号,Vi2为第一个煤炭燃烧值T2下的第i个通道的输出信号,T1煤炭燃烧值下的发射率εi1∈(0,1),通过随机选取一组εi1,由下式计算在参数εi1下实际得到的Ti1:

设k∈(-η,η),通过随机选取一个k,在第二个煤炭燃烧值T2下的发射率εi2的表达式为:
εi2=εi1[1 k(Ti2-Ti1)]
由下式计算在参数εi1下实际得到的Ti2:

所述通讯单元包括Zigbee传感器网络模块和服务器;所述服务器与Zigbee传感器网络模块通过无线网络连接;
取样煤炭信息采集单元还包括RFID电子标签、激光编码扫描仪、现场检测仪;
所述的RFID电子标签安装在RFID电子标签标牌上,RFID电子标签标牌安装在取样滑道出口一侧的塔杆上;所述RFID电子标签用于标示和储存每时刻煤炭的信息;
所述激光编码扫描仪扫描RFID电子标签后通过通讯单元将数据发送至控制终端单元;
所述近红外线摄像头采用铰接式安装在塔杆上,用于采集煤炭燃烧值信息和煤炭图像信息,并通过通讯单元将数据发送至取样煤炭信息处理单元;
所述控制终端单元包括电脑、路由器和手机;所述电脑与路由器信号连接;所述手机通过通讯单元与路由器信号连接;
所述取样煤炭信息采集单元还包括数据监测节点、视频监控节点、监控视频显示器节点;所述数据监测节点、视频监控节点、监控视频显示器节点均通过通讯单元与取样煤炭信息处理单元连接;
所述数据检测节点采用分布式雨量数据检测器组成检测节点网络;
所述服务器设置有接收信号模块,所述接收信号模块的接收信号s(t)广义二阶循环累积量按如下公式进行:

接收信号s(t)的特征参数M2的理论值具体计算公式为:

经过计算可知,BPSK信号和MSK信号的均为1,QPSK、8PSK、16QAM和64QAM信号的均为0,由此可以用最小均方误差分类器将BPSK、MSK信号与QPSK、8PSK、16QAM、64QAM信号分开;对于BPSK信号而言,在广义循环累积量幅度谱上仅在载频位置存在一个明显谱峰,而MSK信号在两个频率处各有一个明显谱峰,由此可通过特征参数M2和检测广义循环累积量幅度谱的谱峰个数将BPSK信号与MSK信号识别出来;
检测广义循环累积量幅度谱的谱峰个数的具体方法如下:
首先搜索广义循环累积量幅度谱的最大值Max及其位置对应的循环频率α0,将其小邻域[α0-δ0,α0 δ0]内置零,其中δ0为一个正数,若|α0-fc|/fc<σ0,其中δ0为一个接近0的正数,fc为信号的载波频率,则判断此信号类型为BPSK信号,否则继续搜索次大值Max1及其位置对应的循环频率α1;若|Max-Max1|/Max<σ0,并且|(α0 α1)/2-fc|/fc<σ0,则判断此信号类型为MSK信号;
所述路由器设置有接收准则模块,所述接收准则模块的信号处理方法包括:获取x1和x2的接收干信比,即干扰信号与期望信号的功率比ki(i=1,2),信噪比及干扰与期望信号的空间相关度cos2θ,并计算xi的接收准则

其中,i=1,2,为信噪比,对于i=1,E1=H1p1,对于i=2,E2=H2p2,
所述Zigbee传感器网络模块设置有定位节点坐标计算模块,所述定位节点坐标接收模块的计算方法包括:
第一步,选定差分修正点,确定定位交点坐标和复数定位交点,计算定位交点间距离;:
从中选择距离值最小的锚节点A0为差分修正点,再从剩余的距离值中取出3个最小的距离值,这3个为距离值分别和对应的锚节点坐标分别为A1(x1,y1)、A2(x2,y2)和A3(x3,y3),分别以锚节点Ai(xi,yi)为圆心,为半径作三个定位圆i,其中i=1,2,3,三个定位圆的相交情况共有6种,两个圆之间存在两个交点,这两个交点为两个相等的实数交点,或两个不相等的实数交点,或两个复数交点;两个定位圆的两个交点中,选择与第三定位圆圆心坐标的距离较小的那个交点作为定位交点,以参与待定位节点的定位;由3个定位圆确定三个定位交点及复数定位交点的个数m,由定位圆2和定位圆3确定的定位交点坐标为由定位圆1和定位圆3确定的定位交点的坐标为由定位圆1和定位圆2确定的定位交点的坐标为定位交点与与与的距离分别为d12、d23、d13:



第二步,设置阈值T,个体差异系数修正系数w,参数l(l>0),设置T=0.5、w=1500以及l=0.001,三个定位交点之间的距离d12<><><>
第三步,根据如下自适应距离修正公式修正得到修正距离为d1、d2、d3:

其中,di表示待定位节点与锚节点Ai之间的修正距离,d0i表示差分修正点A0与锚节点Ai之间的实际距离,表示差分修正点A0与锚节点Ai之间的测量距离,w表示个体差异系数修正系数,li表示方向修正因子,exp(×)表示指数函数;
根据修正后的距离d1、d2、d3,重新求解修正后的三个定位交点间的距离d12、d23、d13,返回第二步;
第四步,根据如下公式,计算出待定位节点的定位坐标O(x0,y0):

其中,a1、a2、a3分别表示的权重,b1、b2、b3分别表示的权重, 
取样煤炭信息处理单元的数据处理方法包括:根据接收信号的特征谱确定决策平面;
判断接收信号的通信信道是否呈现准用静态变换特性;
在所述通信信道呈现准用静态变换特性时,利用支持向量机方法在所述决策平面中选出决策边界;
在通信信道没有呈现准用静态变换特性时,利用模糊聚类方法在所述决策平面中选出决策边界;
根据所述决策边界对接收到的信号进行检测;
所述根据接收信号的特征谱确定决策平面包括:
对接收信号的离散信号向量进行线性变换得到酉变换矩阵;
根据所述酉变换矩阵中的主对角线元素和副对角线元素计算出接收信号的能量特征谱;
从所述能量特征谱中获取决策平面;
根据所述酉变换矩阵中的主对角线元素和副对角线元素计算出接收信号的能量特征谱包括:
对副对角线元素组成的矩阵进行平方并乘以主对角线元素组成的矩阵,得到接收信号的能量特征谱;
从所述能量特征谱中获取决策平面包括:
根据所述能量特征谱的能量集中度、波形对称性和局部波形函数方差从所述能量特征谱中提取至少一组特征向量;
按照模式分类的方式从提取的特征向量中获取作为决策平面的特征向量;
所述接收信号的离散信号向量通过奈奎斯特定律采样得到,并且采样长度涵盖接收信号的预定比例能量;
在从所述能量特征谱中获取决策平面之前,所述方法还包括:
对所述能量特征谱进行滑动平均处理;
所述信号接收方法应用于跳时-脉冲位置调制方式的通信系统或者通断键控调制方式的通信系统;
所述提取的特征向量方法具体包括以下步骤:
获取信号,通过传感器采集数据并对信号进行放大处理;
信号进行分段处理;即从每段信号里提取出均值、方差、信号的累积值和峰值4个基本时域参数,通过相邻段信号的4个参数值的差值判断是否有疑似泄漏的情况发生的第一层决策判断:若有则往下执行步骤小波包去噪,否者,跳到执行获取信号;
小波包去噪;即利用改进小波包算法对采集的信号进行去噪;
小波包分解与重构;即利用改进小波包算法对采集的信号进行小波包分解与重构,得到单子带重构信号;
提取信号特征参数;即从重构的单子带信号里提取:时域能量、时域峰值、频域能量、频域峰值、峰态系数、方差、频谱和偏斜系数8个表示信号特征的参数;
组成特征向量,即利用主成分分析方法,结合实验分析,从上述参数中选择3到8个能明显表示声发射信号特征的参数组成特征向量,并将这些特征向量输入到支持向量机进行决策判断,即第二层决策判断,根据支持向量机的输出判断是否有错误发生。”
驳回决定的具体理由是:1、权利要求1请求保护一种基于物联网的送检煤炭自取检测控制系统,权利要求1的技术方案与对比文件1的区别技术特征为:1)基于物联网结构的煤炭检测框架结构及传感器的选择;2)基于煤炭燃烧值的迭代递推算法原理;3)控制、检测与采集模块的结构,信号处理方法;4)服务器和Zigbee传感器网络模块的具体设置。区别技术特征1)是本领域的公知常识;区别技术特征2)的大部分特征被对比文件2公开了且作用相同,并且将对比文件2的温度信息修改为煤炭燃烧值信息对本领域技术人员来说没有技术障碍;区别技术特征3)的大部分特征被对比文件3或对比文件4公开了且作用相同,本领域技术人员可以没有技术障碍的获得区别技术特征3)的其余技术特征;区别技术特征4)被对比文件5公开了且作用相同。因此,在对比文件1的基础上结合对比文件2-5以及本领域的公知常识得到权利要求1的技术方案对本领域技术人员来说是显而易见的,权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
申请人(下称复审请求人)对上述驳回决定不服,于2018年11月09日向国家知识产权局提出了复审请求,并提交了权利要求书的全文替换页,在权利要求1中加入特征“所述基于物联网的送检煤自取检测控制系统通过监控视频进行数据集成融合,将自动采集的煤炭数据和监控视频可实时显示在专用于监控视频的显示器上,改善了监控的直观性问题;获得了煤炭实时质量情况,对质量差的煤炭可追溯根源,避免了品质混淆,对煤炭不同领域的应用提供依据;将无线传感器网路系统中获取的参数信息,实时的显示到用户移动设备上,该应用将会推动无线传感器对煤炭进行技术检测,使用者在移动的情况下随时随地获取远距离参数;进而根据参数,实时的调生产策略,提高煤炭产量,还APP即人机交互性良好,在准确率和时延性方面均能够满足客户的需求”。复审请求人在意见陈述书中陈述了权利要求1具备创造性的理由。复审请求人认为:(1)本申请修改后的权利要求1新增加的保护客体为:所述基于物联网的送检煤自取检测控制系统通过监控视频进行数据集成融合,将自动采集的煤炭数据和监控视频可实时显示在专用于监控视频的显示器上,改善了监控的直观性问题;获得了煤炭实时质量情况,对质量差的煤炭可追溯根源,避免了品质混淆,对煤炭不同领域的应用提供依据;将无线传感器网路系统中获取的参数信息,实时的显示到用户移动设备上,该应用将会推动无线传感器对煤炭进行技术检测,使用者在移动的情况下随时随地获取远距离参数;进而根据参数,实时的调生产策略,提高煤炭产量,还APP即人机交互性良好,在准确率和时延性方面均能够满足客户的需求。这种应用于煤炭检测领域,带来的效果是本申请保护的重点,也是对比文件1-5不能达到的;本申请的创新点还在于:通过计算机将相关检测方案进行输入,自动运行后获得本申请所要达到的目的,在计算方案中,可以采用现有技术,但是本申请的重点在于,如何应用现有技术,达到一种目的,这也是一种创新,同时也是本申请保护的重点;本申请的重点不在于对运算模型的开发,作为我们检测单位,不是模型科研单位,我们只是在现有技术上进行应用开发,能够达到煤炭的智能检测即可,在运行中要涉及计算机的处理过程,为避免公开不充分问题,我们对采用的模型进行描述,以便于相关同行也能真正了解如何检测,这是对社会有益的事情;为进一步提供便利,我们与APP即进行了数据的共享,是检测技术更进一步,为检测带来很大的便利,这样就取得了有益的效果;对比文件1-5公开的技术只是在各自的领域进行分析,但并没有涉及煤炭检测,这是对比文件1-5的各自缺陷。因此本申请在煤炭检测领域,将现有技术进行有目的的应用,这是本申请的创新点所在。(2)基于本申请的背景技术,本申请提供一种基于物联网的送检煤自取检测控制系统,本申请解决了现有送检煤自取检测装置仍靠人工抽样,造成检测准确程度低,不能结合近红外技术对煤炭质量直接采样,无损分析;而且现有送检煤自取检测装置智能化控制低的技术问题。可看出,对比文件1-5并没有解决本申请的技术问题。(3)近红外线摄像头可实时监测煤炭任意时刻的信息,为后期检测提供有力保证。取样煤炭信息处理单元的数据处理方法处理的数据具有准确性高的特点,为后期的应用提供了有效保证。这是对比文件1-5不能达到的。因此,权利要求1具备创造性。
经形式审查合格,国家知识产权局于2018年11月21日依法受理了该复审请求,并将其转送至原专利实质审查部门进行前置审查。
原专利实质审查部门在前置审查意见书中坚持驳回决定。
随后,国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年07月11日向复审请求人发出复审通知书,指出:1、权利要求1请求保护一种基于物联网的送检煤自取检测控制系统,对比文件3公开了一种基于物联网的农业灌溉系统,权利要求1与对比文件3的区别技术特征为:(1)送检煤自取检测控制系统,采集检测的对象是煤炭,而对比文件3的检测采集对象是田间作物和环境信息;信息处理模块和信息采集模块为取样煤炭信息处理单元和取样煤炭信息采集单元;所述取样煤炭信息采集单元用于采集取样滑道出口煤炭的质量信息;所述煤炭的质量信息包括煤炭燃烧值信息和煤炭图像信息;取样煤炭信息处理单元通过通讯单元与取样煤炭信息采集单元连接;信息采集模块包括RFID电子标签、激光编码扫描仪、红外线摄像头、现场检测仪,而对比文件3中是田间检测模块包括RFID电子标签、激光编码扫描仪、红外线摄像头、田间现场检测仪;信号接收方法应用于跳时-脉冲位置调制方式的通信系统或者通断键控调制方式的通信系统。(2)所述取样煤炭信息采集单元包括近红外线摄像头;所述近红外线摄像头安装在位于取样滑道出口一侧的塔杆上;所述近红外线摄像头根据红外光谱辐射得到煤炭燃烧值信息的参数,红外光谱发射率在所选定的波长处与煤炭燃烧值信息有近似相同的线性关系,即:
εi2=εi1[1 k(T2-T1)]
式中,εi1是波长为λi,煤炭燃烧值为T1时的光谱发射率;εi2是波长为λi,煤炭燃烧值为T2时的光谱发射率;T1、T2分别为两个不同时刻的煤炭燃烧值;k为系数;
Vi1为第一个煤炭燃烧值T1下的第i个通道的输出信号,Vi2为第一个煤炭燃烧值T2下的第i个通道的输出信号,T1煤炭燃烧值下的发射率εi1∈(0,1),通过随机选取一组εi1,由下式计算在参数εi1下实际得到的Ti1:

设k∈(-η,η),通过随机选取一个k,在第二个煤炭燃烧值T2下的发射率εi2的表达式为:
εi2=εi1[1 k(Ti2-Ti1)]
由下式计算在参数εi1下实际得到的Ti2:
。
(3)通讯单元包括Zigbee传感器网络模块和服务器;所述服务器与Zigbee传感器网络模块通过无线网络连接;所述服务器设置有接收信号模块,所述接收信号模块的接收信号s(t)广义二阶循环累积量按如下公式进行:

接收信号s(t)的特征参数M2的理论值具体计算公式为:

经过计算可知,BPSK信号和MSK信号的均为1,QPSK、8PSK、16QAM和64QAM信号的均为0,由此可以用最小均方误差分类器将BPSK、MSK信号与QPSK、8PSK、16QAM、64QAM信号分开;对于BPSK信号而言,在广义循环累积量幅度谱上仅在载频位置存在一个明显谱峰,而MSK信号在两个频率处各有一个明显谱峰,由此可通过特征参数M2和检测广义循环累积量幅度谱的谱峰个数将BPSK信号与MSK信号识别出来;
检测广义循环累积量幅度谱的谱峰个数的具体方法如下:
首先搜索广义循环累积量幅度谱的最大值Max及其位置对应的循环频率α0,将其小邻域[α0-δ0,α0 δ0]内置零,其中δ0为一个正数,若|α0-fc|/fc<σ0,其中δ0为一个接近0的正数,fc为信号的载波频率,则判断此信号类型为BPSK信号,否则继续搜索次大值Max1及其位置对应的循环频率α1;若|Max-Max1|/Max<σ0,并且|(α0 α1)/2-fc|/fc<σ0,则判断此信号类型为MSK信号;
所述路由器设置有接收准则模块,所述接收准则模块的信号处理方法包括:获取x1和x2的接收干信比,即干扰信号与期望信号的功率比ki(i=1,2),信噪比及干扰与期望信号的空间相关度cos2θ,并计算xi的接收准则

其中,i=1,2,为信噪比,对于i=1,E1=H1p1, 对于i=2,E2=H2p2,
所述Zigbee传感器网络模块设置有定位节点坐标计算模块,所述定位节点坐标接收模块的计算方法包括:
第一步,选定差分修正点,确定定位交点坐标和复数定位交点,计算定位交点间距离:
从中选择距离值最小的锚节点A0为差分修正点,再从剩余的距离值中取出3个最小的距离值,这3个为距离值分别和对应的锚节点坐标分别为A1(x1,y1)、A2(x2,y2)和A3(x3,y3),分别以锚节点Ai(xi,yi)为圆心,为半径作三个定位圆i,其中i=1,2,3,三个定位圆的相交情况共有6种,两个圆之间存在两个交点,这两个交点为两个相等的实数交点,或两个不相等的实数交点,或两个复数交点;两个定位圆的两个交点中,选择与第三定位圆圆心坐标的距离较小的那个交点作为定位交点,以参与待定位节点的定位;由3个定位圆确定三个定位交点及复数定位交点的个数m,由定位圆2和定位圆3确定的定位交点坐标为由定位圆1和定位圆3确定的定位交点的坐标为由定位圆1和定位圆2确定的定位交点的坐标为定位交点与与与的距离分别为d12、d23、d13:



第二步,设置阈值T,个体差异系数修正系数w,参数l(l>0),设置T=0.5、w=1500以及l=0.001,三个定位交点之间的距离d12<><><>
第三步,根据如下自适应距离修正公式修正得到修正距离为d1、d2、d3:

其中,di表示待定位节点与锚节点Ai之间的修正距离,d0i表示差分修正点A0与锚节点Ai之间的实际距离,表示差分修正点A0与锚节点Ai之间的测量距离,w表示个体差异系数修正系数,li表示方向修正因子,exp(×)表示指数函数;
根据修正后的距离d1、d2、d3,重新求解修正后的三个定位交点间的距离d12、d23、d13,返回第二步;
第四步,根据如下公式,计算出待定位节点的定位坐标O(x0,y0):

其中,a1、a2、a3分别表示的权重,b1、b2、b3分别表示的权重,  将无线传感器网路系统中获取的参数信息,实时的显示到用户移动设备上,该应用将会推动无线传感器对煤炭进行技术检测,使用者在移动的情况下随时随地获取远距离参数;进而根据参数,实时的调生产策略,提高煤炭产量,还A即人机交互性良好,在准确率和时延性方面均能够满足客户的需求。(4)所述取样煤炭信息采集单元还包括数据监测节点、视频监控节点、监控视频显示器节点;所述数据监测节点、视频监控节点、监控视频显示器节点均通过通讯单元与取样煤炭信息处理单元连接;所述数据检测节点采用分布式雨量数据检测器组成检测节点网络;所述基于物联网的送检煤自取检测控制系统通过监控视频进行数据集成融合,将自动采集的煤炭数据和监控视频可实时显示在专用于监控视频的显示器上,改善了监控的直观性问题;获得了煤炭实时质量情况,对质量差的煤炭可追溯根源,避免了品质混淆,对煤炭不同领域的应用提供依据。上述区别技术特征(1)是本领域的常规设置;上述区别技术特征(2)的大部分技术特征被对比文件2公开,并且上述内容在对比文件2中所起的作用与其在本申请中的作用相同,都是用于提供迭代递推算法原理。将温度替换为煤炭燃烧值是常规替换。为了获得煤炭的质量,取样煤炭信息采集单元包括近红外线摄像头;近红外线摄像头安装在位于取样滑道出口一侧的塔杆上是本领域的常规设置;区别技术特征(3)被对比文件5公开,并且上述内容在对比文件5中所起的作用与其在本申请中的作用相同,本领域技术人员容易想到将其应用于对比文件3中;区别技术特征(4)的大部分内容被对比文件4公开,并且上述内容在对比文件4中所起的作用与其在本申请中相同,都是用于提供采集单元的模块结构。从而本领域技术人员可以没有技术障碍地应用于煤检测得到取样煤炭信息采集单元还包括数据监测节点、视频监控节点、监控视频显示器节点;数据监测节点、视频监控节点、监控视频显示器节点均通过通讯单元与取样煤炭信息处理单元连接;数据检测节点采用分布式雨量数据检测器组成检测节点网络,从而实现获得了煤炭实时质量情况,对质量差的煤炭可追溯根源,避免了品质混淆,对煤炭不同领域的应用提供依据。因此,在对比文件3的基础上结合对比文件2、4-5以及本领域的公知常识得到该权利要求请求保护的技术方案,对本领域技术人员而言是显而易见的,权利要求1不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备专利法第22条第3款规定的创造性。2、合议组对于复审请求人的意见陈述进行了答复。
针对上述复审通知书,复审请求人于2019年07月25日提交了意见陈述书,同时提交了权利要求书的全文修改替换页,具体修改涉及:将特征“所述基于物联网的送检煤自取检测控制系统,通过监控视频进行数据集成融合,将自动采集的煤炭数据和监控视频,可实时显示在专用于监控视频的显示器上”加入到权利要求1中。复审请求人在意见陈述书中陈述了权利要求1具备专利法第22条第3款所规定的创造性的理由。
答复复审通知书时提交的权利要求书如下:
“1. 一种基于物联网的送检煤自取检测控制系统,其特征在于,所述基于物联网的送检煤自取检测控制系统包括:控制终端单元、通讯单元、取样煤炭信息处理单元和取样煤炭信息采集单元;
所述控制终端单元通过通讯单元与取样煤炭信息处理单元连接,所述控制终端单元用于远程控制取样煤炭信息采集单元;
所述取样煤炭信息采集单元用于采集取样滑道出口煤炭的质量信息;所述煤炭的质量信息包括煤炭燃烧值信息和煤炭图像信息;
所述取样煤炭信息处理单元通过通讯单元与取样煤炭信息采集单元连接,所述取样煤炭信息处理单元用于处理取样煤炭信息采集单元所采集的信息;
所述取样煤炭信息采集单元包括近红外线摄像头;所述近红外线摄像头安装在位于取样滑道出口一侧的塔杆上;所述近红外线摄像头根据红外光谱辐射得到煤炭燃烧值信息的参数,红外光谱发射率在所选定的波长处与煤炭燃烧值信息有近似相同的线性关系,即:
εi2=εi1[1 k(T2-T1)]
式中,εi1是波长为λi,煤炭燃烧值为T1时的光谱发射率;εi2是波长为λi,煤炭燃烧值为T2时的光谱发射率;T1、T2分别为两个不同时刻的煤炭燃烧值;k为系数;
Vi1为第一个煤炭燃烧值T1下的第i个通道的输出信号,Vi2为第一个煤炭燃烧值T2下的第i个通道的输出信号,T1煤炭燃烧值下的发射率εi1∈(0,1),通过随机选取一组εi1,由下式计算在参数εi1下实际得到的Ti1:

设k∈(-η,η),通过随机选取一个k,在第二个煤炭燃烧值T2下的发射率εi2的表达式为:

由下式计算在参数εi1下实际得到的Ti2:

所述通讯单元包括Zigbee传感器网络模块和服务器;所述服务器与Zigbee传感器网络模块通过无线网络连接;
取样煤炭信息采集单元还包括RFID电子标签、激光编码扫描仪、现场检测仪;
所述的RFID电子标签安装在RFID电子标签标牌上,RFID电子标签标牌安装在取样滑道出口一侧的塔杆上;所述RFID电子标签用于标示和储存每时刻煤炭的信息;
所述激光编码扫描仪扫描RFID电子标签后通过通讯单元将数据发送至控制终端单元;
所述近红外线摄像头采用铰接式安装在塔杆上,用于采集煤炭燃烧值信息和煤炭图像信息,并通过通 讯单元将数据发送至取样煤炭信息处理单元;
所述控制终端单元包括电脑、路由器和手机;所述电脑与路由器信号连接;所述手机通过通讯单元与路由器信号连接;
所述取样煤炭信息采集单元还包括数据监测节点、视频监控节点、监控视频显示器节点;所述数据监测节点、视频监控节点、监控视频显示器节点均通过通讯单元与取样煤炭信息处理单元连接;
所述数据检测节点采用分布式雨量数据检测器组成检测节点网络;
所述服务器设置有接收信号模块,所述接收信号模块的接收信号s(t)广义二阶循环累积量按如下公式进行:

接收信号s(t)的特征参数M2的理论值具体计算公式为:

经过计算可知,BPSK信号和MSK信号的均为1,QPSK、8PSK、16QAM和64QAM信号的均为0,由此可以用最小均方误差分类器将BPSK、MSK信号与QPSK、8PSK、16QAM、64QAM信号分开;对于BPSK信号而言,在广义循环累积量幅度谱上仅在载频位置存在一个明显谱峰,而MSK信号在两个频率处各有一个明显谱峰,由此可通过特征参数M2和检测广义循环累积量幅度谱的谱峰个数将BPSK信号与MSK信号识别出来;
检测广义循环累积量幅度谱的谱峰个数的具体方法如下:
首先搜索广义循环累积量幅度谱的最大值Max及其位置对应的循环频率α0,将其小邻域[α0-δ0,α0 δ0]内置零,其中δ0为一个正数,若|α0-fc|/fc<σ0,其中δ0为一个接近0的正数,fc为信号的载波频率,则判断此信号类型为BPSK信号,否则继续搜索次大值Max1及其位置对应的循环频率α1;若|Max-Max1|/Max<σ0,并且|(α0 α1)/2-fc|/fc<σ0,则判断此信号类型为MSK信号;
所述路由器设置有接收准则模块,所述接收准则模块的信号处理方法包括:获取x1和x2的接收干信比,即干扰信号与期望信号的功率比ki(i=1,2),信噪比以及干扰与期望信号的空间相关度cos2θ,并计算xi的接收准则

其中,i=1,2,为信噪比,对于i=1,E1=H1p1, 对于i=2,E2=H2p2,
所述Zigbee传感器网络模块设置有定位节点坐标计算模块,所述定位节点坐标接收模块的计算方法包括:
第一步,选定差分修正点,确定定位交点坐标和复数定位交点,计算定位交点间距离;:
从d′i(i=0,1,2,…,n)中选择距离值最小的锚节点A0为差分修正点,再从剩余的距离值中取出3个最小的距离值,这3个为距离值分别d′1、d′2和d′3,对应的锚节点坐标分别为A1(x1,y1)、A2(x2,y2)和A3(x3,y3),分别以锚节点Ai(xi,yi)为圆心,d′i为半径作三个定位圆i,其中i=1,2,3,三个定位圆的相交情况共有6种,两个圆之间存在两个交点,这两个交点为两个相等的实数交点,或两个不相等的实数交点,或两个复数交点;两个定位圆的两个交点中,选择与第三定位圆圆心坐标的距离较小的那个交点作为定位交点,以参与待定位节点的定位;由3个定位圆确定三个定位交点及复数定位交点的个数m,由定位圆2和定位圆3确定的定位交点坐标为A′(x1,y1)、由定位圆1和定位圆3确定的定位交点的坐标为B′(x2,y2),由定位圆1和定位圆2确定的定位交点的坐标为C′(x3,y3),定位交点A′与B′、B′与C′、A′与C′的距离分别为d12、d23、d13:



第二步,设置阈值T,个体差异系数修正系数ω,参数λ(λ>0),设置T=0.5、ω=1500以及λ=0.001,三个定位交点之间的距离d12<><><>
第三步,根据如下自适应距离修正公式修正d′1、d′2、d′3,得到修正距离为d1、d2、d3:

其中,di表示待定位节点与锚节点Ai之间的修正距离,d0i表示差分修正点A0与锚节点Ai之间的实际距离,d′0i表示差分修正点A0与锚节点Ai之间的测量距离,ω表示个体差异系数修正系数,λi表示方 向修正因子,exp(·)表示指数函数;
根据修正后的距离d1、d2、d3,重新求解修正后的三个定位交点间的距离d12、d23、d13,返回第二步;
第四步,根据如下公式,计算出待定位节点的定位坐标O(x0,y0):

其中,α1、α2、α3分别表示x′1、x′2、x′3的权重,β1、β2、β3分别表示y′1、y′2、y′3的权重, 
取样煤炭信息处理单元的数据处理方法包括:根据接收信号的特征谱确定决策平面;
判断接收信号的通信信道是否呈现准用静态变换特性;
在所述通信信道呈现准用静态变换特性时,利用支持向量机方法在所述决策平面中选出决策边界;
在通信信道没有呈现准用静态变换特性时,利用模糊聚类方法在所述决策平面中选出决策边界;
根据所述决策边界对接收到的信号进行检测;
所述根据接收信号的特征谱确定决策平面包括:
对接收信号的离散信号向量进行线性变换得到酉变换矩阵;
根据所述酉变换矩阵中的主对角线元素和副对角线元素计算出接收信号的能量特征谱;
从所述能量特征谱中获取决策平面;
根据所述酉变换矩阵中的主对角线元素和副对角线元素计算出接收信号的能量特征谱包括:
对副对角线元素组成的矩阵进行平方并乘以主对角线元素组成的矩阵,得到接收信号的能量特征谱;
从所述能量特征谱中获取决策平面包括:
根据所述能量特征谱的能量集中度、波形对称性和局部波形函数方差从所述能量特征谱中提取至少一组特征向量;
按照模式分类的方式从提取的特征向量中获取作为决策平面的特征向量;
所述接收信号的离散信号向量通过奈奎斯特定律采样得到,并且采样长度涵盖接收信号的预定比例能量;
在从所述能量特征谱中获取决策平面之前,所述方法还包括:
对所述能量特征谱进行滑动平均处理;
所述信号接收方法应用于跳时-脉冲位置调制方式的通信系统或者通断键控调制方式的通信系统;
所述提取的特征向量方法具体包括以下步骤:
获取信号,通过传感器采集数据并对信号进行放大处理;
信号进行分段处理;即从每段信号里提取出均值、方差、信号的累积值和峰值4个基本时域参数,通 过相邻段信号的4个参数值的差值判断是否有疑似泄漏的情况发生的第一层决策判断:若有则往下执行步骤小波包去噪,否者,跳到执行获取信号;
小波包去噪;即利用改进小波包算法对采集的信号进行去噪;
小波包分解与重构;即利用改进小波包算法对采集的信号进行小波包分解与重构,得到单子带重构信号;
提取信号特征参数;即从重构的单子带信号里提取:时域能量、时域峰值、频域能量、频域峰值、峰态系数、方差、频谱和偏斜系数8个表示信号特征的参数;
组成特征向量,即利用主成分分析方法,结合实验分析,从上述参数中选择3到8个能明显表示声发射信号特征的参数组成特征向量,并将这些特征向量输入到支持向量机进行决策判断,即第二层决策判断,根据支持向量机的输出判断是否有错误发生;
所述基于物联网的送检煤自取检测控制系统通过监控视频进行数据集成融合,将自动采集的煤炭数据和监控视频可实时显示在专用于监控视频的显示器上,改善了监控的直观性问题;获得了煤炭实时质量情况,对质量差的煤炭可追溯根源,避免了品质混淆,对煤炭不同领域的应用提供依据;
将无线传感器网路系统中获取的参数信息,实时的显示到用户移动设备上,该应用将会推动无线传感器对煤炭进行技术检测,使用者在移动的情况下随时随地获取远距离参数;进而根据参数,实时的调生产策略,提高煤炭产量,还APP人机交互性良好,在准确率和时延性方面均能够满足客户的需求;
所述基于物联网的送检煤自取检测控制系统,通过监控视频进行数据集成融合,将自动采集的煤炭数据和监控视频,可实时显示在专用于监控视频的显示器上。”
合议组于2019年10 月16日向复审请求人发出合议组成员变更通知书,告知本案合议组由:合议组组长:周永恒、主审员:李苏宁、参审员:王咪娜,变更为:合议组组长:张礅、主审员:李苏宁、参审员:王咪娜。复审请求人逾期未答复,视为无回避请求。
在上述程序的基础上,合议组认为本案事实已经清楚,可以作出审查决定。
二、决定的理由
(一)审查文本的认定
复审请求人在答复复审通知书时提交了权利要求书的全文修改替换页,经审查,该修改符合专利法第33条的规定。本复审请求审查决定所针对的文本为:申请日2017年03月17日提交的说明书摘要、说明书第1-15页、摘要附图、说明书附图第1页;2019年07月25日提交的权利要求第1项。
(二)关于专利法第22条第3款
专利法第22条第3款规定,创造性,是指与现有技术相比,该发明具有突出的实质性特点和显著的进步,该实用新型具有实质性特点和进步。
如果权利要求请求保护的技术方案与最接近的现有技术公开的技术方案之间具有区别技术特征,但该区别技术特征部分已经被其他对比文件公开且所起的作用相同,其余部分区别技术特征是本领域的公知常识,则该权利要求请求保护的技术方案对本领域技术人员来说是显而易见的,不具备创造性。
具体到本案:
1、权利要求1请求保护一种基于物联网的送检煤自取检测控制系统。对比文件3公开了一种基于物联网的农业灌溉系统,并具体公开了(参见说明书第[0005]-[0015]段)包括控制终端模块、通讯模块、信息处理模块、信息采集模块、田间检测模块;所述控制终端模块用于远程控制信息采集模块,所述控制终端模块通过通讯模块与信息采集模块连接;所述信息处理模块用于处理信息采集模块所采集的参数;所述控制终端模块通过通讯模块与信息处理模块连接;田间检测模块通过通讯模块与控制终端模块连接;田间检测模块包括RFID电子标签、激光编码扫描仪、红外线摄像头、田间现场检测仪;所述的RFID电子标签安装在RFID电子标签标牌上,RFID电子标签标牌安装在田间杆塔上;所述RFID电子标签用于标示和储存田间作物的信息;所述激光编码扫描仪扫描RFID电子标签后通过通讯模块将数据发送至控制终端模块;所述红外线摄像头采用铰接式安装在田间杆塔上,用于采集田间作物图像信息,并通过通讯模块将数据发送至控制终端模块;所述控制终端模块包括电脑、手机应用服务器、通讯服务器和路由器,所述通信服务器与路由器信号连接,所述手机与通信服务器信号连接,所述应用服务器与通信服务器信号来接,所述电脑与应用服务器信号连接(相当于“电脑与路由器信号连接;所述手机通过通讯单元与路由器信号连接”);对比文件3(参见说明书第[0044]-[0065]段)还公开了所述信号接收模块的信号接收方法包括:根据接收信号的特征谱确定决策平面;判断接收信号的通信信道是否呈现准用静态变换特性;在所述通信信道呈现准用静态变换特性时,利用支持向量机方法在所述决策平面中选出决策边界;在通信信道没有呈现准用静态变换特性时,利用模糊聚类方法在所述决策平面中选出决策边界;据所述决策边界对接收到的信号进行检测;所述根据接收信号的特征谱确定决策平面包括:对接收信号的离散信号向量进行线性变换得到酉变换矩阵;根据所述酉变换矩阵中的主对角线元素和副对角线元素计算出接收信号的能量特征谱;从所述能量特征谱中获取决策平面;根据所述酉变换矩阵中的主对角线元素和副对角线元素计算出接收信号的能量特征谱包括:对副对角线元素组成的矩阵进行平方并乘以主对角线元素组成的矩阵,得到接收信号的能量特征谱;从所述能量特征谱中获取决策平面包括:根据所述能量特征谱的能量集中度、波形对称性和局部波形函数方差从所述能量特征谱中提取至少一组特征向量;按照模式分类的方式从提取的特征向量中获取作为决策平面的特征向量;所述接收信号的离散信号向量通过奈奎斯特定律采样得到,并且采样长度涵盖接收信号的预定比例能量;在从所述能量特征谱中获取决策平面之前,所述方法还包括:对所述能量特征谱进行滑动平均处理;进一步,所述提取的特征向量方法具体包括以下步骤:获取信号,通过传感器采集数据并对信号进行放大处理;信号进行分段处理;即从每段信号里提取出均值、方差、信号的累积值和峰值4个基本时域参数,通过相邻段信号的4个参数值的差值判断是否有疑似泄漏的情况发生的第一层决策判断:若有则往下执行步骤小波包去噪,否者,跳到执行获取信号;小波包去噪;即利用改进小波包算法对采集的信号进行去噪;小波包分解与重构;即利用改进小波包算法对采集的信号进行小波包分解与重构,得到单子带重构信号;提取信号特征参数;即从重构的单子带信号里提取:时域能量、时域峰值、频域能量、频域峰值、峰态系数、方差、频谱和偏斜系数8个表示信号特征的参数;组成特征向量,即利用主成分分析方法,从上述参数中选择3到8个能明显表示声发射信号特征的参数组成特征向量,并将这些特征向量输入到支持向量机进行决策判断,即第二层决策判断,根据支持向量机的输出判断是否有泄漏发生。
该权利要求与对比文件3相比,区别技术特征是:
(1)送检煤自取检测控制系统,采集检测的对象是煤炭,而对比文件3的检测采集对象是田间作物和环境信息;信息处理模块和信息采集模块为取样煤炭信息处理单元和取样煤炭信息采集单元;所述取样煤炭信息采集单元用于采集取样滑道出口煤炭的质量信息;所述煤炭的质量信息包括煤炭燃烧值信息和煤炭图像信息;取样煤炭信息处理单元通过通讯单元与取样煤炭信息采集单元连接;信息采集模块包括RFID电子标签、激光编码扫描仪、红外线摄像头、现场检测仪,而对比文件3中是田间检测模块包括RFID电子标签、激光编码扫描仪、红外线摄像头、田间现场检测仪;信号接收方法应用于跳时-脉冲位置调制方式的通信系统或者通断键控调制方式的通信系统。
(2)所述取样煤炭信息采集单元包括近红外线摄像头;所述近红外线摄像头安装在位于取样滑道出口一侧的塔杆上;所述近红外线摄像头根据红外光谱辐射得到煤炭燃烧值信息的参数,红外光谱发射率在所选定的波长处与煤炭燃烧值信息有近似相同的线性关系,即:
εi2=εi1[1 k(T2-T1)]
式中,εi1是波长为λi,煤炭燃烧值为T1时的光谱发射率;εi2是波长为λi,煤炭燃烧值为T2时的光谱发射率;T1、T2分别为两个不同时刻的煤炭燃烧值;k为系数;
Vi1为第一个煤炭燃烧值T1下的第i个通道的输出信号,Vi2为第一个煤炭燃烧值T2下的第i个通道的输出信号,T1煤炭燃烧值下的发射率εi1∈(0,1),通过随机选取一组εi1,由下式计算在参数εi1下实际得到的Ti1:

设k∈(-η,η),通过随机选取一个k,在第二个煤炭燃烧值T2下的发射率εi2的表达式为:
εi2=εi1[1 k(Ti2-Ti1)]
由下式计算在参数εi1下实际得到的Ti2:
。
(3)通讯单元包括Zigbee传感器网络模块和服务器;所述服务器与Zigbee传感器网络模块通过无线网络连接;所述服务器设置有接收信号模块,所述接收信号模块的接收信号s(t)广义二阶循环累积量按如下公式进行:

接收信号s(t)的特征参数M2的理论值具体计算公式为:

经过计算可知,BPSK信号和MSK信号的均为1,QPSK、8PSK、16QAM和64QAM信号的均为0,由此可以用最小均方误差分类器将BPSK、MSK信号与QPSK、8PSK、16QAM、64QAM信号分开;对于BPSK信号而言,在广义循环累积量幅度谱上仅在载频位置存在一个明显谱峰,而MSK信号在两个频率处各有一个明显谱峰,由此可通过特征参数M2和检测广义循环累积量幅度谱的谱峰个数将BPSK信号与MSK信号识别出来;
检测广义循环累积量幅度谱的谱峰个数的具体方法如下:
首先搜索广义循环累积量幅度谱的最大值Max及其位置对应的循环频率α0,将其小邻域[α0-δ0,α0 δ0]内置零,其中δ0为一个正数,若|α0-fc|/fc<σ0,其中δ0为一个接近0的正数,fc为信号的载波频率,则判断此信号类型为BPSK信号,否则继续搜索次大值Max1及其位置对应的循环频率α1;若|Max-Max1|/Max<σ0,并且|(α0 α1)/2-fc|/fc<σ0,则判断此信号类型为MSK信号;
所述路由器设置有接收准则模块,所述接收准则模块的信号处理方法包括:获取x1和x2的接收干信比,即干扰信号与期望信号的功率比ki(i=1,2),信噪比及干扰与期望信号的空间相关度cos2θ,并计算xi的接收准则

其中,i=1,2,为信噪比,对于i=1,E1=H1p1, 对于i=2,E2=H2p2,
所述Zigbee传感器网络模块设置有定位节点坐标计算模块,所述定位节点坐标接收模块的计算方法包括:
第一步,选定差分修正点,确定定位交点坐标和复数定位交点,计算定位交点间距离:
从中选择距离值最小的锚节点A0为差分修正点,再从剩余的距离值中取出3个最小的距离值,这3个为距离值分别和对应的锚节点坐标分别为A1(x1,y1)、A2(x2,y2)和A3(x3,y3),分别以锚节点Ai(xi,yi)为圆心,为半径作三个定位圆i,其中i=1,2,3,三个定位圆的相交情况共有6种,两个圆之间存在两个交点,这两个交点为两个相等的实数交点,或两个不相等的实数交点,或两个复数交点;两个定位圆的两个交点中,选择与第三定位圆圆心坐标的距离较小的那个交点作为定位交点,以参与待定位节点的定位;由3个定位圆确定三个定位交点及复数定位交点的个数m,由定位圆2和定位圆3确定的定位交点坐标为由定位圆1和定位圆3确定的定位交点的坐标为由定位圆1和定位圆2确定的定位交点的坐标为定位交点与与与的距离分别为d12、d23、d13:



第二步,设置阈值T,个体差异系数修正系数w,参数l(l>0),设置T=0.5、w=1500以及l=0.001,三个定位交点之间的距离d12<><><>
第三步,根据如下自适应距离修正公式修正得到修正距离为d1、d2、d3:

其中,di表示待定位节点与锚节点Ai之间的修正距离,d0i表示差分修正点A0与锚节点Ai之间的实际距离,表示差分修正点A0与锚节点Ai之间的测量距离,w表示个体差异系数修正系数,li表示方向修正因子,exp(×)表示指数函数;
根据修正后的距离d1、d2、d3,重新求解修正后的三个定位交点间的距离d12、d23、d13,返回第二步;
第四步,根据如下公式,计算出待定位节点的定位坐标O(x0,y0):

其中,a1、a2、a3分别表示的权重,b1、b2、b3分别表示的权重,  将无线传感器网路系统中获取的参数信息,实时的显示到用户移动设备上,该应用将会推动无线传感器对煤炭进行技术检测,使用者在移动的情况下随时随地获取远距离参数;进而根据参数,实时的调生产策略,提高煤炭产量,还A即人机交互性良好,在准确率和时延性方面均能够满足客户的需求。
(4)所述取样煤炭信息采集单元还包括数据监测节点、视频监控节点、监控视频显示器节点;所述数据监测节点、视频监控节点、监控视频显示器节点均通过通讯单元与取样煤炭信息处理单元连接;所述数据检测节点采用分布式雨量数据检测器组成检测节点网络;所述基于物联网的送检煤自取检测控制系统通过监控视频进行数据集成融合,将自动采集的煤炭数据和监控视频可实时显示在专用于监控视频的显示器上,改善了监控的直观性问题;获得了煤炭实时质量情况,对质量差的煤炭可追溯根源,避免了品质混淆,对煤炭不同领域的应用提供依据;所述基于物联网的送检煤自取检测控制系统,通过监控视频进行数据集成融合,将自动采集的煤炭数据和监控视频,可实时显示在专用于监控视频的显示器。
基于上述区别技术特征,权利要求1实际解决的技术问题是:(1)如何实现对煤炭的检测;(2)基于煤炭燃烧值的迭代递推算法原理;(3)服务器和Zigbee传感器网络模块的具体设置;(4)采集模块的具体结构。
对于区别技术特征(1):对比文件3公开了一种基于物联网的农业灌溉系统,在对比文件3公开的物联网系统的构架下,本领域技术人员容易想到将其应用于除农业以外的其他领域,例如煤炭检测领域,并且根据检测领域对应的检测对象适应性地设置煤炭信息处理单元和取样煤炭信息采集单元是本领域的常规设置。而煤炭的燃烧值以及图像信息是可以反映煤炭质量的相关信息,将煤炭的燃烧值以及煤炭图像信息作为煤炭的质量信息是本领域的常规设置。取样煤炭信息处理单元通过通讯单元与取样煤炭信息采集单元连接是本领域的各单元间的常规连接方式。对比文件3中是田间检测模块包括RFID电子标签、激光编码扫描仪、红外线摄像头、田间现场检测仪,本领域技术人员根据对比文件3的教导,容易想到将其作为采集模块设置在信息采集模块中,即信息采集模块包括RFID电子标签、激光编码扫描仪、红外线摄像头、现场检测仪。跳时-脉冲位置调制方式的通信系统和通断键控调制方式的通信系统是本领域的常见的信号调制方式的通信系统,将对比文件3公开的信号接收方法应用于上述通信系统是本领域的常规设置。
对于区别技术特征(2):对比文件2公开了(参见正文第518页标题1):近红外线摄像头根据红外光谱辐射得到温度的参数,红外光谱发射率在所选定的波长处与温度有近似相同的线性关系,即:
εi2=εi1[1 k(T2-T1)]
式中,εi1是波长为λi,温度为T1时的光谱发射率;εi1是波长为λi,温度为T2时的光谱发射率;T1、T2分别为两个不同时刻的温度;k为系数;
Vi1为第一个温度T1下的第i个通道的输出信号,Vi2为第一个温度T2下的第i个通道的输出信号,T1温度下的发射率εi1∈(0,1),通过随机选取一组εi1,由下式计算在参数εi1下实际得到的Ti1:

设k∈(-η,η),通过随机选取一个k,在第二个温度T2下的发射率εi2的表达式为:

由下式计算在参数εi1下实际得到的Ti2:

上述内容在对比文件2中所起的作用与其在本申请中的作用相同,都是用于提供迭代递推算法原理。将温度替换为煤炭燃烧值是常规替换。为了获得煤炭的质量,取样煤炭信息采集单元包括近红外线摄像头;近红外线摄像头安装在位于取样滑道出口一侧的塔杆上是本领域的常规设置。
对于区别技术特征(3):对比文件5公开了(参见权利要求2-4、说明书第[0122]段):通讯单元包括Zigbee传感器网络模块和服务器;服务器设置有接收信号模块,所述接收信号模块的接收信号s(t)广义二阶循环累积量按如下公式进行:

接收信号s(t)的特征参数M2的理论值具体计算公式为:

经过计算可知,BPSK信号和MSK信号的均为1,QPSK、8PSK、16QAM和64QAM信号的均为0,由此可以用最小均方误差分类器将BPSK、MSK信号与QPSK、8PSK、16QAM、64QAM信号分开;对于BPSK信号而言,在广义循环累积量幅度谱上仅在载频位置存在一个明显谱峰,而MSK信号在两个频率处各有一个明显谱峰,由此可通过特征参数M2和检测广义循环累积量幅度谱的谱峰个数将BPSK信号与MSK信号识别出来; 检测广义循环累积量幅度谱的谱峰个数的具体方法如下:
首先搜索广义循环累积量幅度谱的最大值Max及其位置对应的循环频率α0,将其小邻域[α0-δ0,α0 δ0]内置零,其中δ0为一个正数,若|α0-fc|/fc<σ0,其中δ0为一个接近0的正数,fc为信号的载波频率,则判断此信号类型为BPSK信号,否则继续搜索次大值Max1及其位置对应的循环频率α1;若|Max-Max1|/Max<σ0,并且|(α0 α1)/2-fc|/fc<σ0,则判断此信号类型为MSK信号;
所述路由器设置有接收准则模块,所述接收准则模块的信号处理方法包括:获取x1和x2的接收干信比,即干扰信号与期望信号的功率比ki(i=1,2),信噪比以及干扰与期望信号的空间相关度cos2θ,并计算xi的接收准则

其中,i=1,2,为信噪比,对于i=1,E1=H1p1,对于i=2,E2=H2p2,
Zigbee传感器网络模块设置有定位节点坐标计算模块,所述定位节点坐标接收模块的计算方法包括:

第二步,设置阈值T,个体差异系数修正系数ω,参数λ(λ>0),设置T=0.5、ω=1500以及λ=0.001,三个定位交点之间的距离d12<><><>
第三步,根据如下自适应距离修正公式修正d′1、d′2、d′3,得到修正距离为d1、 d2、d3:

其中,di表示待定位节点与锚节点Ai之间的修正距离,d0i表示差分修正点A0与锚节点Ai之间的实际距离,d′0i表示差分修正点A0与锚节点Ai之间的测量距离,ω表示个体差异系数修正系数,λi表示方向修正因子,exp(·)表示指数函数;
根据修正后的距离d1、d2、d3,重新求解修正后的三个定位交点间的距离d12、d23、d13,返回第二步;
第四步,根据如下公式,计算出待定位节点的定位坐标O(x0,y0):

其中,α1、α2、α3分别表示x′1、x′2、x′3的权重,β1、β2、β3分别表示y′1、y′2、y′3的权重,
将无线传感器网路系统中获取的环境参数信息,实时的显示到用户移动设备上,该应用将会推动无线传感器对农作物生长环境进行技术检测的发展,使用者可以在移动的情况下随时随地获取远距离参数。进而根据参数,实时的调整种田和维护的策略,提高粮食产量,还可以应用到草原牧区和林田等环境条件下,APP人机交互性良好,在准确率和时延性方面均能够满足客户的需求。
上述内容在对比文件5中所起的作用与其在权利要求1中的作用相同,均提供了服务器设置的接收信号模块的信号接收原理和zigbee传感器网络模块设置的定位节点坐标计算模块的的计算方法;则对比文件5给出了可以将上述内容用于对比文件3以解决其技术问题的启示。
对于区别技术特征(4),对比文件4公开了(参见权利要求1、说明书第[0027]段):水文水情视频监控系统主要包括计算机服务器、网络交换机、水位数据检测节点、雨量数据检测节点、流量数据检测节点、视频监控节点和监控视频显示器;水位数据检测节点、雨量数据检测节点、流量数据检测节点和视频监控节点通过网络交换机与计算机服务器相连,计算机服务器与监控视频显示器之间通过标准视频电缆连接,水位数据检测节点采用分布式水位检测仪组成检测节点网络,雨量数据检测节点采用分布式雨量数据检测器组成检测节点网络,视频监控节点采用分布式监视器组成监控节点网络。基于数据融合的水文水情视频监控系统,系统将水文监测站点内采集的水文数据与水情监控视频进行数据集成融合,将自动采集的水文数据和水情监控视频可实时显示在专用于监控视频的显示器上,改善了水文水情监控的直观性。
上述内容在对比文件4中所起的作用与其在本申请中相同,都是用于提供采集单元的模块结构。从而本领域技术人员可以没有技术障碍地应用于煤检测得到取样煤炭信息采集单元还包括数据监测节点、视频监控节点、监控视频显示器节点;数据监测节点、视频监控节点、监控视频显示器节点均通过通讯单元与取样煤炭信息处理单元连接;数据检测节点采用分布式雨量数据检测器组成检测节点网络,从而实现获得了煤炭实时质量情况,对质量差的煤炭可追溯根源,避免了品质混淆,对煤炭不同领域的应用提供依据。
因此,在对比文件3的基础上结合对比文件2、4-5及本领域的公知常识得出该权利要求的技术方案,对本领域的技术人员来说是显而易见的,因此该权利要求所请求保护的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步,不符合专利法第二十二条第三款有关创造性的规定。
(三)对复审请求人相关意见的评述
复审请求人认为:1.对比文件3、对比文件2以及对比文件4、5在某些技术方案方面公开的内容,不足以给本申请技术启示,因此不会进一步得到本申请的技术方案。对比文件3与本申请的区别为:本申请提供一种基于物联网的送检煤自取检测控制系统,解决的技术问题是:现有送检煤自取检测装置仍靠人工抽样,造成检测准确程度低,不能结合近红外技术对煤炭质量直接采样,无损分析;而且现有送检煤自取检测装置智能化控制低。而对比文件3提供一种基于物联网的农业灌溉系统,解决的技术问题为:目前一些用于农业灌溉的自动化系统,对于土地以及当时的气候了解不详,本不该灌溉却进行灌溉,造成了资源的浪费,不利于节省农户的时间,降低了生产的效率;而且智能化程度不高,控制的数据误差大。对比可知,本申请解决的是煤炭的检测准确性低、智能化程度低的问题;而对比文件3是解决农业灌溉资源浪费、效率低、智能化程度低的问题。首先,本申请与对比文件3针对的主体不同,本申请是针对煤炭检测进行的装置改进,而对比文件3是对灌溉装置的改进;并且对比文件3并没有解决本申请检测的准确性低的问题,因此本申请与对比文件3解决不同的技术问题。本申请与对比文件3的技术问题不同,采用的技术方案与达到的技术效果方然也不同。2.本申请与对比文件3的技术方案不同,本申请与对比文件3系统的组成以及连接方式不同。本申请提供的基于物联网的送检煤自取检测控制系统包括:控制终端单元、通讯单元、取样煤炭信息处理单元和取样煤炭信息采集单元;而对比文件3的基于物联网的农业灌溉系统,包括控制终端模块、通讯模块、信息处理模块、信息采集模块和田间检测模块。本申请还公开了取样煤炭信息处理单元和取样煤炭信息采集单元的连接方式。本申请系统中的取样煤炭信息处理单元通过通讯单元与取样煤炭信息采集单元连接,所述取样煤炭信息处理单元用于处理取样煤炭信息采集单元所采集的信息。对比文件3仅公开了系统包括信息处理模块、信息采集模块,但没有二者的连接方式,无法实现无线网络方式进行信息的传输以及处理。本申请不仅公开了取样煤炭信息处理单元的组成,还公开了其总各组件的位置以及连接方式。例如,本申请公开了取样煤炭信息采集单元包括近红外线摄像头,近红外线摄像头安装在位于取样滑道出口一侧的塔杆上,能够实现对滑道出口煤炭信息的采集;并且本申请公开了采集的煤炭信息包括煤炭燃烧信息和煤炭图像信息,这两项信息能够综合判定煤炭的燃烧情况。对比文件2提供一种改进的可见红外多光谱辐射测温反演算法,其公开的红外光伏发射率在选定波长处与温度的关系与本申请中的煤炭燃烧值的计算方法相似,但是存在以下区别:首先,本申请进行煤炭燃烧值计算是为了获取滑道出口煤炭的燃烧信息,符合取样煤炭信息采集单元运行的需求。换言之,对煤炭燃烧值计算的方法不是本申请创造性的核心,因此没有与其他对比文件进行比较的必要。而且,本申请只是想要达到对煤炭燃烧值进行计算,得到煤炭的燃烧信息,符合取样煤炭信息采集单元运行的需求,至于具体采用何种计算方法不是重点。因此,无论采取对比文件2的处理方法或是其他处理方法,都不会对本申请获取煤炭燃烧信息的效果产生影响,对比文件2与本申请不具有可比性。最后,本申请取样煤炭信息处理单元还包括数据监测节点、视频监控节点、监控视频显示器节点,并且本申请公开了其运行方式。本申请还公开了通讯单元的组成以及通讯单元的工作方式,比对比文件3更具体,而且,本申请的通讯单元包括Zigbee传感器网络模块和服务器,服务器与Zigbee传感器网络模块通过无线网络连接,实现无线通信,能够减少复杂设置,成本更低,而且通信设施的维护成本更低。3.本申请提供一种基于物联网的送检煤自取检测控制系统,解决了现有送检煤自取检测装置仍靠人工抽样,造成检测准确程度低,不能结合近红外技术对煤炭质量直接采样,无损分析;而且现有送检煤自取检测装置智能化控制低的问题。本申请提供的基于物联网的送检煤自取检测控制系统,通过监控视频进行数据集成融合,将自动采集的煤炭数据和监控视频可实时显示在专用于监控视频的显示器上,改善了监控的直观性问题;获得了煤炭实时质量情况,对质量差的煤炭可追溯根源,避免了品质混淆,对煤炭不同领域的应用提供依据。本申请将无线传感器网路系统中获取的参数信息,实时的显示到用户移动设备上,该应用将会推动无线传感器对煤炭进行技术检测,使用者可以在移动的情况下随时随地获取远距离参数。进而根据参数,实时的调生产策略,提高煤炭产量,还可以应用到草原牧区和林田等环境条件下,APP人机交互性良好,在准确率和时延性方面均能够满足客户的需求。近红外线摄像头可实时监测煤炭任意时刻的信息,为后期检测提供有力保证。取样煤炭信息处理单元的数据处理方法处理的数据具有准确性高的特点,为后期的应用提供了有效保证。
合议组经查认为:1.权利要求1限定的物联网系统框架已经被对比文件3公开了,在此基础上,本领域技术人员容易想到将对比文件3公开的物联网系统框架应用于其他领域,本申请权利要求1限定的具体各个单元的具体结构以及信息采集、处理方式也基本被对比文件2、4-5公开,因此,在面对如何解决人工采集煤炭信息存在安全隐患的技术问题时,本领域技术人员容易想到利用物联网对煤炭进行检测,即引入对比文件2-5公开的技术方案并对其进行适应性的改造,从而完成对煤炭的自动化检测。并且将对比文件2-5的具体技术内容转用到煤炭检测领域中,并不存在技术障碍,并不需要付出创造性的劳动。2.在对比文件3公开的物联网系统的构架下,本领域技术人员容易想到将其应用于除农业以外的其他领域,例如煤炭检测领域,并且根据检测领域对应的检测对象适应性地设置煤炭信息处理单元和取样煤炭信息采集单元是本领域的常规设置。取样煤炭信息处理单元通过通讯单元与取样煤炭信息采集单元连接是本领域中各单元间的常规连接方式。对比文件3中是田间检测模块包括RFID电子标签、激光编码扫描仪、红外线摄像头、田间现场检测仪,本领域技术人员根据对比文件3的教导,容易想到将其作为采集模块设置在信息采集模块中,即信息采集模块包括RFID电子标签、激光编码扫描仪、红外线摄像头、现场检测仪。对比文件2公开了:近红外线摄像头根据红外光谱辐射得到温度的参数。对本领域技术人员而言,将温度替换为煤炭燃烧值是常规替换。在面对如何获得煤炭燃烧情况的技术问题时,本领域技术人员容易想到将对比文件2公开的内容应用于对比文件3中。对比文件4公开了(参见权利要求1、说明书第[0027]段):水文水情视频监控系统主要包括计算机服务器、网络交换机、水位数据检测节点、雨量数据检测节点、流量数据检测节点、视频监控节点和监控视频显示器;水位数据检测节点、雨量数据检测节点、流量数据检测节点和视频监控节点通过网络交换机与计算机服务器相连,计算机服务器与监控视频显示器之间通过标准视频电缆连接,水位数据检测节点采用分布式水位检测仪组成检测节点网络,雨量数据检测节点采用分布式雨量数据检测器组成检测节点网络,视频监控节点采用分布式监视器组成监控节点网络。系统将水文监测站点内采集的水文数据与水情监控视频进行数据集成融合,将自动采集的水文数据和水情监控视频可实时显示在专用于监控视频的显示器上,改善了水文水情监控的直观性。上述内容在对比文件4中所起的作用与其在本申请中相同,都是用于提供采集单元的模块结构。从而本领域技术人员可以没有技术障碍地应用于煤检测得到取样煤炭信息采集单元还包括数据监测节点、视频监控节点、监控视频显示器节点;数据监测节点、视频监控节点、监控视频显示器节点均通过通讯单元与取样煤炭信息处理单元连接;数据检测节点采用分布式雨量数据检测器组成检测节点网络,从而实现获得了煤炭实时质量情况,对质量差的煤炭可追溯根源,避免了品质混淆,对煤炭不同领域的应用提供依据。对比文件5公开了(参见权利要求2-4、说明书第[0122]段):通讯单元包括Zigbee传感器网络模块和服务器;服务器设置有接收信号模块,并记载了具体的服务器设置的接收信号模块的信号接收原理和zigbee传感器网络模块设置的定位节点坐标计算模块的的计算方法,上述内容在对比文件5中所起的作用与其在权利要求1中的作用相同,对比文件5给出了可以将上述内容用于对比文件3以解决其技术问题的启示。3. 对比文件3公开了一种基于物联网的农业灌溉系统,在对比文件3公开的物联网系统的构架下,本领域技术人员容易想到将其应用于除农业以外的其他领域,例如煤炭检测领域,从而提高送检煤自取检测装置的智能化控制;对比文件2公开了:近红外线摄像头根据红外光谱辐射得到温度的参数。对本领域技术人员而言,将温度替换为煤炭燃烧值是常规替换。在面对如何获得煤炭燃烧情况的技术问题时,本领域技术人员容易想到将对比文件2公开的内容应用于对比文件3中,从而实现对煤炭质量的采样。对比文件4公开了(参见权利要求1、说明书第[0027]段):系统将水文监测站点内采集的水文数据与水情监控视频进行数据集成融合,将自动采集的水文数据和水情监控视频可实时显示在专用于监控视频的显示器上,改善了水文水情监控的直观性。对比文件5公开了将无线传感器网路系统中获取的环境参数信息,实时的显示到用户移动设备上,该应用将会推动无线传感器对农作物生长环境进行技术检测的发展,使用者可以在移动的情况下随时随地获取远距离参数。进而根据参数,实时的调整种田和维护的策略,提高粮食产量,还可以应用到草原牧区和林田等环境条件下,APP人机交互性良好,在准确率和时延性方面均能够满足客户的需求。本领域技术人员在面对如何实现对煤炭信息进行监控和人机交互时,容易想到将对比文件4-5的技术方案应用于对比文件3中,从而完成对煤炭的自动化检测。并且将对比文件4-5的具体技术内容转用到煤炭检测领域中,并不存在技术障碍,并不需要付出创造性的劳动。对比文件3公开了具有红外摄像头,因此,将对比文件3的物联网系统应用于煤炭检测时,本领域技术人员容易想到利用红外摄像头可以实时监测煤炭任意时刻的信息,为后期检测提供有力保证。数据处理单元的处理方法已经被对比文件3公开了,因此,实现数据准确性高,并为后期应用提供有效保证是对比文件3的技术方案可以达到的。
基于以上分析,对于复审请求人的关于本申请具备创造性的理由合议组不予支持。
基于以上事实和理由,合议组作出如下决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年08月13日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服,根据专利法第41条第2款的规定,复审请求人可以自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。




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