CN102680772B - 一种探测器处理数据的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种探测器处理数据的方法和系统，探测器包括用于输出常闭信号的转换接口，方法包括：通过在预设时间内读取探测器的模拟输出量采样全部电参量数据；对电参量数据进行时域特性分析；对该电参量数据进行频域特性分析；根据频域特性分析的结果判断是否进行报警，若是，则输出报警信号，并对报警信号进行处理，若否，则将频域特性分析后的电参量数据作为第二历史数据并将其记录。该技术方案可有效过滤由于振动、风吹高压线路等产生的无效报警信号，并且在外界有目标侵入时，仍能产生有效的报警信号，不会影响正常的报警功能；另外，可自动适应因不同地区风力状况的不同而引起的高压导线舞动、铁塔振动等产生不同程度的无效报警。

Description

一种探测器处理数据的方法和系统

技术领域

本发明涉及监测领域，尤其涉及一种探测器处理数据的方法和系统。

背景技术

目前，一般采用一对微波对射雷达系统，其用于监测高压铁塔中的高压线路由于超高车辆、建筑施工等造成其短路甚至断线等情况，一旦有物体进入防护区域，雷达就进行实时报警，所监测到的数据经过主系统进行数据处理后，通过无线方式发送到后台，以通过后台处理显示报警信息。但是，这样的话，雷达由于高压导线的舞动及杆塔的本身振动易引起较高的误报率，一般每天有几次到几十次误报，特别是在刮风下雨等特殊情况下误报率增加。  

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术雷达误报率较高的缺陷，提供一种可有效过滤无效报警信号的探测器处理数据的方法和系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种探测器处理数据的方法，所述探测器包括用于输出常闭信号的转换接口，所述方法包括以下步骤： 

S1.通过在预设时间内读取所述探测器的模拟输出量来采集全部电参量数据，其中，所述电参量数据包括电压值和电流值；

S2.对所述电参量数据进行时域特性分析；

S3.判断所述电参量数据是否全部大于预设上限阀值，若是，则转至步骤S9，若否，则执行步骤S4;

S4.判断所述电参量数据是否全部小于预设下限阀值，若是，则转至步骤S9，若否，则执行步骤S5;

S5.对所述电参量数据进行傅里叶变换；

S6.判断傅里叶变换后的电参量数据是否全部大于预设下限阀值且小于预设上限阀值，若是，则将傅里叶变换后的电参量数据作为第一历史数据并将其记录，若否，则执行步骤S7;

S7.对预设时间内的傅里叶变换后的电参量数据进行频域特性分析；

S8.根据所述频域特性分析的结果判断是否进行报警，若是，则执行步骤S9，若否，则将频域特性分析后的电参量数据作为第二历史数据并将其记录;

S9.输出报警信号，并对所述报警信号进行处理，步骤结束。

优选地，所述探测器为雷达探测器300B或雷达探测器310B。

优选地，所述电参量数据的采样频率为256Hz。

优选地，所述预设时间为30秒。

优选地，所述步骤S7具体包括以下步骤：

S701.对频率计数的初始值清零；

S702.对所述频率计数值累加1；

S703.将累加后的频率计数值划分为多个频率分量，然后将每个频率分量所对应的30秒内的电参量数据按时间先后顺序分为3组,并计算每组电参量数据的算术平均值，以根据平面坐标系得到3个点的坐标，所述平面坐标系的纵坐标对应所述算术平均值，横坐标对应时间；

S704.根据所述3个点的位置关系计算出对应的函数方程；

S705.根据所述函数方程计算横坐标为30秒的函数值，并将所述函数值与所述频率计数的当前值进行比较，以计算所述频率分量的累加和；

S706.判断所述频率计数的值是否小于128，若是，则返回步骤S702，若否，则执行步骤S707；

S707.判断所述累加和是否大于预设报警阀值，若是，则设置报警标志，若否，则步骤结束。

优选地，所述频率分量的范围区间为[1,128]。

优选地，所述位置关系包括3个点在同一直线上和3个点不在同一直线上。

优选地，若3个点在同一直线上，则计算该直线的函数方程。

优选地，若3个点不在同一直线上，则计算由3个点所组成的圆的方程。

本发明还提供一种探测器处理数据的系统，所述探测器包括用于输出常闭信号的转换接口，所述系统包括：

采集单元，用于通过在预设时间内读取所述雷达探测器的模拟输出量来采集全部电参量数据，其中，所述电参量数据包括电压值和电流值；

时域分析单元，与所述采集单元连接，用于对所述电参量数据进行时域特性分析；

第一判断单元，用于与所述时域分析单元连接，用于判断所述电参量数据是否全部大于预设上限阀值;

第二判断单元，与所述第一判断单元连接，用于判断所述电参量数据是否全部小于预设下限阀值;

变换单元，与所述第二判断单元连接，用于对所述电参量数据进行傅里叶变换；

第三判断单元，与所述变换单元连接，用于判断傅里叶变换后的电参量数据是否全部大于预设下限阀值且小于预设上限阀值;

频域分析单元，与所述第三判断单元连接，用于对就近所述预设时间内的傅里叶变换后的电参量数据进行频域特性分析；

第四判断单元，与所述频域分析单元连接，用于根据所述频域特性分析的结果判断是否进行报警;

报警单元，分别与所述第一判断单元、所述第二判断单元以及所述第四判断单元连接，用于输出报警信号，并对所述报警信号进行处理；

第一记录单元，与所述第三判断单元连接，用于将傅里叶变换后的电参量数据作为第一历史数据并将其记录；

第二记录单元，与所述第四判断单元连接，用于将频域特性分析后的电参量数据作为第二历史数据并将其记录。

实施本发明的技术方案，具有以下有益效果：通过增加转换接口，并对通过雷达探测器所采样的全部电参量数据进行时域特性分析和频域特性分析，可有效过滤由于振动、风吹高压线路等产生的无效报警信号，并且在外界有目标侵入时，仍能产生有效的报警信号，不会影响正常的报警功能；另外，该技术方案可自动适应因不同地区风力状况的不同而引起的高压导线舞动、铁塔振动等产生不同程度的无效报警。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明探测器处理数据的方法的流程图；

图2是本发明探测器处理数据的方法步骤S7的流程图；

图3是本发明探测器处理数据的系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，图1是本发明探测器处理数据的方法的流程图，如图1所示，所述探测器包括用于输出常闭信号的转换接口，在本实施例中,转换接口输出一个常闭信号，当有报警发生时，变为开路。

所述方法包括以下步骤：

在步骤S1中，通过在预设时间内读取所述探测器的模拟输出量采集全部电参量数据，其中，所述电参量数据包括电压值和电流值；该预设时间可自行设定,本实施例中可设为1秒,值得一提的是，所述雷达探测器的型号为300B或310B,雷达探测器的型号为本领域的公知技术,在此不再赘述。

在本实施中，所述电参量数据的采样频率为256Hz。

在步骤S2中，对所述电参量数据进行时域特性分析。

在步骤S3中，判断所述电参量数据是否全部大于预设上限阀值，若是，则转至步骤S9，若否，则执行步骤S4;需要说明的是，该预设上限阀值根据用户的实际需要自行设置，在此不再赘述。

在步骤S4中，判断所述电参量数据是否全部小于预设下限阀值，若是，则转至步骤S9，若否，则执行步骤S5; 需要说明的是，该预设下限阀值根据用户的实际需要自行设置，在此不再赘述。

在步骤S5中，对所述当前电参量数据进行傅里叶变换；

在步骤S6中，判断傅里叶变换后的所述电参量数据是否全部大于预设下限阀值且小于预设上限阀值，若是，则将傅里叶变换后的电参量数据作为第一历史数据并将其记录，若否，则执行步骤S7;

在步骤S7中，对就近预设时间间隔内的傅里叶变换后的电参量数据进行频域特性分析；在本实施例中，所述预设时间间隔为30秒，在其他的实施例中，该预设时间间隔可为其他，在实际应用中，当风力由小逐渐变大，或由大逐渐变小，或保持一定的风力基本不变时，高压电力线路的摆动也是逐渐变化的，根据最近30秒的电参量数据进行计算，就可以自动适应渐变过程，本领域的技术人员应当了解，不再赘述。

在步骤S8中，根据所述频域特性分析的结果判断是否进行报警，若是，则执行步骤S9，若否，则将频域特性分析后的电参量数据作为第二历史数据并将其记录;

在步骤S9中，输出报警信号，并对所述报警信号进行处理；也就是说， 型号为300B或310B的雷达探测器设备的发射端或者接收端没电，或发射端和接收端之间被全部遮挡，此时将产生报警信号。

请参阅图2，图2是本发明探测器处理数据的方法步骤S7的流程图，如图2所示，所述步骤S7具体包括以下步骤：

在步骤S701中，对频率计数的初始值清零；

在步骤S702中，对所述频率计数值累加1；

在步骤S703中，将累加后的频率计数值划分为多个频率分量，然后将每个频率分量所对应的30秒内的电参量数据按时间先后顺序分为3组，并计算每组电参量数据的算术平均值，以根据平面坐标系得到3个点的坐标，所述平面坐标系的纵坐标对应所述算术平均值，横坐标对应时间，应当说明的是，将累加后的频率计数值划分为多个频率分量的步骤为本领域的公知技术，在此不再赘述，在本实施例中，所述频率分量的范围区间为[1,128]；

在步骤S704中，根据所述3个点的位置关系计算出对应的函数方程；在本实施例中，所述位置关系包括3个点在同一直线上和3个点不在同一直线上。需要说明的是，若3个点在同一直线上，则计算该直线的函数方程；若3个点不在同一直线上，则计算由3个点所组成的圆的方程。

  在步骤S705中，根据所述函数方程计算横坐标为30秒的函数值，并将所述函数值与所述频率计数的当前值进行比较，以计算所述频率分量的累加和；值得一提的是，若3个点不在同一直线上，且计算出的横坐标为30秒的函数值不在该圆内，则按下述线性方法计算：

1、将就近30秒内所产生的所述历史数据按时间先后顺序分为3组，并计算出3个算术平均值，记为y11、y12和y13，这样就得到了平面坐标系中的A，B，C三个点的坐标； 

2、根据A、B和C三点的坐标，分别求出A和B的中点D以及B和C的中点E，假设直线DE的标准方程是y=kx+b，D和E的纵坐标分别为y1和y2，则：

  则y1=(y11+y12)/2；

     y2=(y12+y13)/2；

直线DE的斜率k=(y2-y1)/10，b=y1-k*10;

3、根据D点和E点DE 坐标，在平面坐标系中可以画出一条直线，并得到直线DE的方程式，以计算出第30秒的函数值。

在步骤S706中，判断所述频率计数的值是否小于128，若是，则返回步骤S702，若否，则执行步骤S707；

在步骤S707中，判断所述累加和是否大于预设报警阀值，若是，则设置报警标志，若否，则步骤结束。

需要解释的是，若有物体闯入，该函数值与该频率计数的当前值之间的差异很大，这样计算结果也会发生很大变化，需要进行滤波和噪声处理。也就是说，各个频率分量的累加和超过了该预设报警阀值，这时输出报警信号。

请参阅图3，图3是本发明探测器处理数据的系统的结构示意图，如图3所示，所述探测器包括用于输出常闭信号的转换接口，所述系统包括：

采集单元1，用于通过在预设时间内读取所述探测器的模拟输出量采集全部电参量数据，其中，所述电参量数据包括电压值和电流值；

时域分析单元2，与所述采集单元1连接，用于对所述电参量数据进行时域特性分析；

第一判断单元3，用于与所述时域分析单元2连接，用于判断所述电参量数据是否全部大于预设上限阀值;

第二判断单元4，与所述第一判断单元3连接，用于判断所述电参量数据是否全部小于预设下限阀值;

变换单元5，与所述第二判断单元4连接，用于对所述电参量数据进行傅里叶变换；

第三判断单元6，与所述变换单元5连接，用于判断傅里叶变换后的所述电参量数据是否全部大于预设下限阀值且小于预设上限阀值;

频域分析单元7，与所述第三判断单元6连接，用于对就近预设时间间隔内的傅里叶变换后的电参量数据进行频域特性分析；

第四判断单元8，与所述频域分析单元7连接，用于根据所述频域特性分析的结果判断是否进行报警;

报警单元9，分别与所述第一判断单元3、所述第二判断单元4以及所述第四判断单元8连接，用于输出报警信号，并对所述报警信号进行处理；

第一记录单元10，与所述第三判断单元6连接，用于将傅里叶变换后的电参量数据作为第一历史数据并将其记录；

第二记录单元11，与所述第四判断单元8连接，用于将频域特性分析后的电参量数据作为第二历史数据并将其记录。

相较于现有技术，通过增加转换接口，并对通过雷达探测器所采样的全部电参量数据进行时域特性分析和频域特性分析，可有效过滤由于振动、风吹高压线路等产生的无效报警信号，并且在外界有目标侵入时，仍能产生有效的报警信号，不会影响正常的报警功能；另外，该技术方案可自动适应因不同地区风力状况的不同而引起的高压导线舞动、铁塔振动等产生不同程度的无效报警。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种探测器处理数据的方法，其特征在于，所述探测器包括用于输出常闭信号的转换接口，所述方法包括以下步骤：

S1.通过在预设时间内读取所述探测器的模拟输出量来采集全部电参量数据，其中，所述电参量数据包括电压值和电流值；

S2.对所述电参量数据进行时域特性分析；

S3.判断所述电参量数据是否全部大于预设上限阀值，若是，则转至步骤S9，若否，则执行步骤S4；

S4.判断所述电参量数据是否全部小于预设下限阀值，若是，则转至步骤S9，若否，则执行步骤S5；

S5.对所述电参量数据进行傅里叶变换；

S6.判断傅里叶变换后的电参量数据是否全部大于预设下限阀值且小于预设上限阀值，若是，则将傅里叶变换后的电参量数据作为第一历史数据并将其记录，若否，则执行步骤S7；

S7.对就近预设时间间隔内的傅里叶变换后的电参量数据进行频域特性分析；

其中，所述步骤S7具体包括以下步骤：

S701.对频率计数的初始值清零；

S702.对所述频率计数值累加1；

S703.将累加后的频率计数值划分为多个频率分量，然后将每个频率分量所对应的就近预设时间间隔内的电参量数据按时间先后顺序分为3组,并计算每组电参量数据的算术平均值，以根据平面坐标系得到3个点的坐标，所述平面坐标系的纵坐标对应所述算术平均值，横坐标对应时间；

S704.根据所述3个点的位置关系计算出对应的函数方程；

S705.根据所述函数方程计算横坐标为就近预设时间间隔的函数值，并将所述函数值与所述频率计数的当前值进行比较，以计算所述频率分量的累加和；

S706.判断所述频率计数的值是否小于128，若是，则返回步骤S702，若否，则执行步骤S707；

S707.判断所述累加和是否大于预设报警阀值，若是，则设置报警标志，若否，则步骤结束；

S8.根据所述频域特性分析的结果判断是否进行报警，若是，则执行步骤S9，若否，则将频域特性分析后的电参量数据作为第二历史数据并将其记录；

S9.输出报警信号，并对所述报警信号进行处理，步骤结束。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述探测器为雷达探测器300B或雷达探测器310B。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电参量数据的采样频率为256Hz。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述就近预设时间间隔为30秒。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述频率分量的范围区间为[1,128]。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述位置关系包括3个点在同一直线上和3个点不在同一直线上。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，若3个点在同一直线上，则计算该直线的函数方程。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，若3个点不在同一直线上，则计算由3个点所组成的圆的方程。

9.一种探测器处理数据的系统，其特征在于，所述探测器包括用于输出常闭信号的转换接口，所述系统包括：

采集单元，用于通过在预设时间内读取所述探测器的模拟输出量来采集全部电参量数据，其中，所述电参量数据包括电压值和电流值；

时域分析单元，与所述采集单元连接，用于对所述电参量数据进行时域特性分析；

第一判断单元，用于与所述时域分析单元连接，用于判断所述电参量数据是否全部大于预设上限阀值；

第二判断单元，与所述第一判断单元连接，用于判断所述电参量数据是否全部小于预设下限阀值；

变换单元，与所述第二判断单元连接，用于对所述电参量数据进行傅里叶变换；

第三判断单元，与所述变换单元连接，用于判断傅里叶变换后的电参量数据是否全部大于预设下限阀值且小于预设上限阀值；

频域分析单元，与所述第三判断单元连接，用于对就近预设时间间隔内的傅里叶变换后的电参量数据进行频域特性分析；

其中，所述频域分析单元具体包括：

对频率计数的初始值清零；

对所述频率计数值累加1；

将累加后的频率计数值划分为多个频率分量，然后将每个频率分量所对应的就近预设时间间隔内的电参量数据按时间先后顺序分为3组,并计算每组电参量数据的算术平均值，以根据平面坐标系得到3个点的坐标，所述平面坐标系的纵坐标对应所述算术平均值，横坐标对应时间；

根据所述3个点的位置关系计算出对应的函数方程；

根据所述函数方程计算横坐标为就近预设时间间隔的函数值，并将所述函数值与所述频率计数的当前值进行比较，以计算所述频率分量的累加和；

在所述频率计数的值大于128且所述累加和大于预设报警阀值时，设置报警标志；

第四判断单元，与所述频域分析单元连接，用于根据所述频域特性分析的结果判断是否进行报警；

报警单元，分别与所述第一判断单元、所述第二判断单元以及所述第四判断单元连接，用于输出报警信号，并对所述报警信号进行处理；

第一记录单元，与所述第三判断单元连接，用于将傅里叶变换后的电参量数据作为第一历史数据并将其记录；

第二记录单元，与所述第四判断单元连接，用于将频域特性分析后的电参量数据作为第二历史数据并将其记录。