CN104617914A - 一种电器设备的信号滤波方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电器设备的信号滤波方法及系统，该信号滤波方法及系统首先对电器设备的信号采集装置采集的检测信号进行中位值滤波，以滤除其中的脉冲型干扰信号，将中位值滤波后的信号作为中间信号；然后对该中间信号按b毫秒为间隔进行采样，以t次作为一个周期对所述中间信号的采样信号进行中位值滤波，将处理后的信号作为滤波处理后的输出信号，b和t均为正整数，b与t的乘积等于工频信号的周期的整数倍。当使用本信号滤波方法及系统对电器设备的温度信号或压力信号进行滤波处理后，就能避免温度信号或压力信号出现较大的波动。

Description

一种电器设备的信号滤波方法及系统

技术领域

本申请涉及信号处理技术领域，更具体地说，涉及一种电器设备的信号滤波方法及系统。

背景技术

目前常用的滤波方法包括中位值滤波法和算术平均滤波法。中位值滤波法是对信号进行连续N次(N取奇数)采样，把N次采样值按大小排列，取中间值为本次有效值，能有效克服因偶然因素引起的波动干扰，对温度、液位的变化缓慢的被测参数有良好的滤波效果；算术平均滤波法是连续取信号的N个采样值进行算术平均运算，N值较大时，信号平滑度较高，但灵敏度较低；N值较小时，信号平滑度较低，但灵敏度较高，N值的选取：一般流量选N＝12；压力则选N＝4，能够适用于对一般具有随机干扰的信号进行滤波，这样信号的特点是有一个平均值，信号在某一数值范围附近上下波动。

以上两种滤波方法均只能滤除脉冲型的干扰信号，对于周期型的干扰信号无法有效滤除，对于我们常用的电器设备中，经常会带有与其电源频率相同的周期型干扰信号，当这些周期型干扰信号的强度较强时，容易使检测到的温度信号、压力信号出现较大的波动，进而影响电器的正常控制。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种电器设备的信号滤波方法及系统，用于滤除工频信号干扰，以避免电器设备的温度信号或压力信号出现较大的波动。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种电器设备的信号滤波方法，包括如下步骤：

对所述电器设备的信号采集装置采集的检测信号进行中位值滤波，将中位值滤波后的所述信号作为中间信号；

对所述中间信号按b毫秒为间隔进行采样，以t次作为一个周期对所述中间信号的采样信号进行中位值滤波，将处理后的信号作为滤波处理后的输出信号；

b和t均为正整数；b与t的乘积等于所述工频信号的周期的整数倍。

优选的，所述工频信号的频率包括50赫兹；

t小于等于10，b大于等于2。

优选的，所述对所述电气设备的信号采集装置采集的检测信号进行中位值滤波，包括：

对所述检测信号按预设频率进行采样，并将得到的采样信号按a次为一个周期进行中位值滤波处理，将中位值滤波后的信号作为所述中间信号；其中a为正整数。

优选的，a大于等于3、且小于等于10。

优选的，还包括步骤：

对所述输出信号进行一阶滞后滤波，将一阶滞后滤波后的信号作为最终输出信号。

一种电器设备的信号滤波系统，包括：

第一中位值滤波模块，用于对所述电器设备的信号采集装置采集的检测信号进行中位值滤波，将中位值滤波后的所述信号作为中间信号；

第二中位值滤波模块，用于对所述中间信号按b毫秒为间隔进行采样，以t次作为一个周期对所述中间信号的采样信号进行中位值滤波，将中位值滤波后的信号作为输出信号进行输出；

b和t均为正整数；b与t的乘积等于所属工频信号的周期的整数倍。

优选的，所述工频信号包括50赫兹；

t小于等于10，b大于等于2。

优选的，所述第一滤波模块用于对所述检测信号按预设频率进行采样，并将得到的采样信号按a次为一个周期进行中位值滤波处理，并输出所述中间信号；其中a为正整数。

优选的，a大于等于3、且小于等于10。

优选的，还包括：

一阶滞后滤波模块，用于对所述输出信号进行一阶滞后滤波，将一阶滞后滤波后的信号作为最终输出信号进行输出。

从上述的技术方案可以看出，本申请公开了一种电器设备的信号滤波方法及系统，该信号滤波方法及系统首先对电器设备的信号采集装置采集的检测信号进行中位值滤波，以滤除其中的脉冲型干扰信号，将中位值滤波后的信号作为中间信号；然后对该中间信号按b毫秒为间隔进行采样，以t次作为一个周期对所述中间信号的采样信号进行中位值滤波，将处理后的信号作为滤波处理后的输出信号，b和t均为正整数，b与t的乘积等于工频信号的周期的整数倍。由于对中间信号进行采样的的采样周期与工频信号的周期一致，因此工频信号的干扰对于采样信号是相同的，再对采样信号通过二次中位值滤波处理，进一步消除工频信号对中间信号的干扰，当使用本信号滤波方法及系统对电器设备的温度信号或压力信号进行滤波处理后，就能避免温度信号或压力信号出现较大的波动。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种电器设备的信号滤波方法的流程图；

图2为本申请另一实施例提供的一种电器设备的信号滤波方法的流程图；

图3为本申请又一实施例提供的一种电器设备的信号滤波系统的示意图；

图4为本申请又一实施例提供的一种电器设备的信号滤波系统的示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例一

图1为本申请实施例提供的一种电器设备的信号滤波方法的流程图。

如图1所示，本实施例提供的信号滤波方法包括如下步骤：

S101：对检测信号进行中位值滤波，得到中间信号。

首先对器设备的信号采集装置采集到的检测信号进行中位值滤波处理，对于电器设备来说，检测信号一般包括温度信号、压力信号、流量信号等。

在进行中位值滤波时，首先对某个信号通道的检测信号按预设的频率进行采样，然后以3～10个采样信号为一个周期进行中位值滤波处理，以滤除其中的脉冲型干扰。为了描述方便，这里将进行中位值滤波处理后的信号作为中间信号。

S102：对中间信号再次进行中位值滤波处理。

在取得中间信号后，再次对中间信号按最起码与工频信号、即干扰信号的周期相同的周期进行采样，最好是按干扰信号的周期的两倍作为采样周期，然后对采样得到的采样信号再次进行中位值滤波处理，然后将得到的信号作为输出信号。

在进行采样时，采样周期b要小于等于10毫秒，采样次数t要大于等于2，这样，两者相乘得到的数值正好为工频信号的频率的整数倍。

从上述的技术方案可以看出，本申请公开了一种电器设备的信号滤波方法，该信号滤波方法首先对电器设备的信号采集装置采集的检测信号进行中位值滤波，以滤除其中的脉冲型干扰信号，将中位值滤波后的信号作为中间信号；然后对该中间信号按b毫秒为间隔进行采样，以t次作为一个周期对所述中间信号的采样信号进行中位值滤波，将处理后的信号作为滤波处理后的输出信号，b和t均为正整数，b与t的乘积等于工频信号的周期的整数倍。由于对中间信号进行采样的的采样周期与工频信号的周期一致，因此工频信号的干扰对于采样信号是相同的，再对采样信号通过二次中位值滤波处理，进一步消除工频信号对中间信号的干扰，当使用本信号滤波方法及系统对电器设备的温度信号或压力信号进行滤波处理后，就能避免温度信号或压力信号出现较大的波动。

实施例二

图2为本申请又一实施例提供的一种电器设备的信号滤波方法的流程图。

如图2所示，本实施例提供的信号滤波方法是在上一实施例的基础上做了一定的改进，具体步骤为：

S201：对检测信号进行中位值滤波，得到中间信号。

首先对器设备的信号采集装置采集到的检测信号进行中位值滤波处理，对于电器设备来说，检测信号一般包括温度信号、压力信号、流量信号等。

在进行中位值滤波时，首先对某个信号通道的检测信号按预设的频率进行采样，然后以3～10个采样信号为一个周期进行中位值滤波处理，以滤除其中的脉冲型干扰。为了描述方便，这里将进行中位值滤波处理后的信号作为中间信号。

S202：对中间信号再次进行中位值滤波处理。

在取得中间信号后，再次对中间信号按最起码与工频信号、即干扰信号的周期相同的周期进行采样，最好是按干扰信号的周期的两倍作为采样周期，然后对采样得到的采样信号再次进行中位值滤波处理，然后将得到的信号作为输出信号。

在进行采样时，采样周期b要小于等于10毫秒，采样次数t要大于等于2，这样，两者相乘得到的数值正好为工频信号的频率的整数倍。

S203：对输出信号进行一阶滞后滤波处理。

对上一步骤得到的输出信号再次进行一阶滞后滤波，取x＝0～1之间，对输出信号乘以(1-x)并与输出信号相加，得到最终输出信号。

上一步骤得到的输出信号一般仅对最终输出结果有(1-x)的影响，x的选取需要跟据信号采集的需求来定，若需要快速采样，则x可以选小一点，每次二次滤波得出的值可以对最终输出信号有较大的影响，但滤波效果变差；若着重于滤波效果的话，可以选取较大的x值，每次二次滤波得出的值对最终输出信号有较小的影响；同时，利用本步骤对输出信号进行一阶滞后滤波可以有效避免对信号处理系统内单片机的内存占用，从而节省单片机资源。

实施例三

图3为本申请又一实施例提供的一种电器设备的信号滤波系统的示意图。

如图3所示，本信号滤波系统包括第一中位值滤波模块和第二中位值滤波模块。

第一中位值滤波模块10用于对检测信号进行中位值滤波，得到中间信号。

其包括第一采样电路和第一滤波电路，第一采样电路(未示出)首先对电器设备的信号采集装置100得到的检测信号按预设频率进行采样，对于电器设备来说，检测信号一般包括温度信号、压力信号、流量信号等。

第一滤波电路(未示出)则对采样信号进行中位值滤波，即以3～10个采样信号为一个周期进行中位值滤波处理，以滤除其中的脉冲型干扰。为了描述方便，这里将其进行中位值滤波处理后输出的信号作为中间信号。

第二中位值滤波模块20用于对中间信号再次进行中位值滤波处理。

第二中位值滤波模块20包括第二采样电路(未示出)和第二滤波电路(未示出)。第二采样电路用于再次对中间信号按最起码与工频信号、即干扰信号的周期相同的周期进行采样，最好是按干扰信号的周期的两倍作为采样周期；第二滤波电路用于对采样得到的采样信号再次进行中位值滤波处理，然后将得到的信号作为输出信号进行输出。

在进行采样时，采样周期b要小于等于10毫秒，采样次数t要大于等于2，这样，两者相乘得到的数值正好为工频信号的频率的整数倍。

从上述的技术方案可以看出，本申请公开了一种电器设备的信号滤波系统，该信号滤波系统包括第一中位值滤波模块和第二中位值滤波模块，第一中位值滤波模块用于对电器设备的信号采集装置采集的检测信号进行中位值滤波，以滤除其中的脉冲型干扰信号，将中位值滤波后的信号作为中间信号进行输出；第二中位值滤波模块用于对该中间信号按b毫秒为间隔进行采样，以t次作为一个周期对所述中间信号的采样信号进行中位值滤波，将处理后的信号作为滤波处理后的输出信号，b和t均为正整数，b与t的乘积等于工频信号的周期的整数倍。由于对中间信号进行采样的的采样周期与工频信号的周期一致，因此工频信号的干扰对于采样信号是相同的，再对采样信号通过二次中位值滤波处理，进一步消除工频信号对中间信号的干扰，当使用本信号滤波方法及系统对电器设备的温度信号或压力信号进行滤波处理后，就能避免温度信号或压力信号出现较大的波动。

实施例四

图4为本申请又一实施例提供的一种电器设备的信号滤波系统的示意图。

如图4所示，本实施例提供信号滤波系统是在上一实施例的基础上增设了一阶滞后滤波模块30。

该一阶滞后滤波模块30用于对第二中位值滤波模块20得到的输出信号再次进行一阶滞后滤波，取x＝0～1之间，对输出信号乘以(1-x)并与输出信号相加，得到最终输出信号。

该输出信号一般仅对最终输出结果有(1-x)的影响，x的选取需要跟据信号采集的需求来定，若需要快速采样，则x可以选小一点，每次二次滤波得出的值可以对最终输出信号有较大的影响，但滤波效果变差；若着重于滤波效果的话，可以选取较大的x值，每次二次滤波得出的值对最终输出信号有较小的影响；同时，利用本步骤对输出信号进行一阶滞后滤波可以有效避免对信号处理系统内单片机的内存占用，从而节省单片机资源。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种电器设备的信号滤波方法，其特征在于，包括如下步骤：

对所述电器设备的信号采集装置采集的检测信号进行中位值滤波，将中位值滤波后的所述信号作为中间信号；

对所述中间信号按b毫秒为间隔进行采样，以t次作为一个周期对所述中间信号的采样信号进行中位值滤波，将处理后的信号作为滤波处理后的输出信号；

b和t均为正整数；b与t的乘积等于所述工频信号的周期的整数倍。

2.如权利要求1所述的信号滤波方法，其特征在于，所述工频信号的频率包括50赫兹；

t小于等于10，b大于等于2。

3.如权利要求1所述的信号滤波方法，其特征在于，所述对所述电气设备的信号采集装置采集的检测信号进行中位值滤波，包括：

对所述检测信号按预设频率进行采样，并将得到的采样信号按a次为一个周期进行中位值滤波处理，将中位值滤波后的信号作为所述中间信号；其中a为正整数。

4.如权利要求3所述的信号滤波方法，其特征在于，a大于等于3、且小于等于10。

5.如权利要求1～4任一项所述的信号滤波方法，其特征在于，还包括步骤：

对所述输出信号进行一阶滞后滤波，将一阶滞后滤波后的信号作为最终输出信号。

6.一种电器设备的信号滤波系统，其特征在于，包括：

第一中位值滤波模块，用于对所述电器设备的信号采集装置采集的检测信号进行中位值滤波，将中位值滤波后的所述信号作为中间信号；

第二中位值滤波模块，用于对所述中间信号按b毫秒为间隔进行采样，以t次作为一个周期对所述中间信号的采样信号进行中位值滤波，将中位值滤波后的信号作为输出信号进行输出；

b和t均为正整数；b与t的乘积等于所属工频信号的周期的整数倍。

7.如权利要求6所述的信号滤波系统，其特征在于，所述工频信号包括50赫兹；

t小于等于10，b大于等于2。

8.如权利要求6所述的信号滤波系统，其特征在于，所述第一滤波模块用于对所述检测信号按预设频率进行采样，并将得到的采样信号按a次为一个周期进行中位值滤波处理，并输出所述中间信号；其中a为正整数。

9.如权利要求8所述的信号滤波系统，其特征在于，a大于等于3、且小于等于10。

10.如权利要求7～9任一项所述的信号滤波系统，其特征在于，还包括：

一阶滞后滤波模块，用于对所述输出信号进行一阶滞后滤波，将一阶滞后滤波后的信号作为最终输出信号进行输出。