CN111639070A - 一种冗余数据筛选测控方法及使用其的装置 - Google Patents

一种冗余数据筛选测控方法及使用其的装置 Download PDF

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Abstract

一种冗余数据筛选测控方法，包括分别获取三个监测传感器采集的冗余数据；设置数据筛选系数，根据三个监测传感器的测量精度，获取各个监测传感器的上门限值和下门限值；对各个监测传感器设置数据有效计数，并将其进行初始化清零；分别将各个监测传感器所采集的冗余数据依次与各个监测传感器所对应的门限区间进行比较，判断是否对数据有效计数的值进行增加；设置正确有效阈值，判断各个监测传感器的数据有效计数的值是否超过正确有效阈值，若是，则所采集的数据为正确有效数据；若否，则为非正确有效数据，且该监测传感器存在故障异常，进行告警指示处理。本发明自动实现有效数据的筛选提取,实现快速数据提取与异常告警。

Description

一种冗余数据筛选测控方法及使用其的装置
技术领域
本发明涉及数据监测技术领域，尤其涉及一种冗余数据筛选测控方法及使用其的装置。
背景技术
在生产生活等各类活动中,为了保证监测点所测量模拟数据的可靠性,特别是核心测量位置的监测模拟数据的连续可靠、可用性，大多采取同时安装多套监测设备实现对监测模拟数据的冗余监测，即对同一监测内容安装多套测量传感器、测量监控设备，实现并列采集并进行独立计算生成所监测位置的测量模拟数据，实现当其中某一套测量系统发生异常时，其它测量系统仍可以提供准确测量模拟数据，保证关键位置的测量数据的可靠、可用性；
那么对于多路同时获取的冗余监测测量模拟数据如何进行筛选，提供唯一准确数据给最终使用用户是一个重要的问题。
发明内容
本发明的目的在于针对背景技术中的缺陷，提出一种冗余数据筛选测控方法及使用其的装置，解决从不同冗余测量设备获取的测量数据，由于传感器、模数转换、算法等原因导致数据不完全相同的情况下，简化了筛选实现逻辑,便于软件系统实现,自动实现有效数据的筛选提取,实现快速数据提取与异常告警。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种冗余数据筛选测控方法，包括第一监测传感器、第二监测传感器和第三监测传感器，所述第一监测传感器、第二监测传感器和第三监测传感器独立完成数据采样和数据传输，冗余数据筛选方法具体步骤如下：
步骤一：分别获取第一监测传感器、第二监测传感器和第三监测传感器采集的冗余数据；
步骤二：设置数据筛选系数，根据第一监测传感器、第二监测传感器和第三监测传感器的测量精度，获取各个监测传感器的上门限值和下门限值，上门限值与下门限值构成门限区间；
步骤三：对各个监测传感器设置数据有效计数，并将其进行初始化清零；
步骤四：分别将各个监测传感器所采集的冗余数据依次与各个监测传感器所对应的门限区间进行比较，根据比较结果，判断是否对数据有效计数的值进行增加；
步骤五：设置正确有效阈值，判断各个监测传感器的数据有效计数的值是否超过正确有效阈值，若是，则超过正确有效阈值的数据有效计数的对应的监测传感器所采集的数据为正确有效数据；
若否，则未超过正确有效阈值的数据有效计数的对应的监测传感器所采集的数据为非正确有效数据，且该监测传感器存在故障异常，进行告警指示处理。
优选的，判断所述第一监测传感器所采集的冗余数据是否位于所述第一监测传感器的门限区间的范围内，若是，则第一监测传感器的数据有效计数的值进行加一操作，若否，则第一监测传感器的数据有效计数的值不进行加一操作；
判断所述第一监测传感器所采集的冗余数据位于所述第二监测传感器的门限区间的范围内，若是，则第一监测传感器的数据有效计数的值在第一次判断的基础上进行加一操作，若否，则第一监测传感器的数据有效计数器的值在第一次判断的基础上不进行加一操作；
以此类推，判断第一监测传感器所采集的冗余数据是否位于第三监测传感器内；
根据判断结果获取第一监测传感器的最终数据有效计数。
优选的，判断所述第二监测传感器所采集的冗余数据是否位于所述第一监测传感器的门限区间的范围内，若是，则第二监测传感器的数据有效计数的值进行加一操作，若否，则第二监测传感器的数据有效计数的值不进行加一操作；
判断所述第二监测传感器所采集的冗余数据位于所述第二监测传感器的门限区间的范围内，若是，则第二监测传感器的数据有效计数的值在第一次判断的基础上进行加一操作，若否，则第二监测传感器的数据有效计数器的值在第一次判断的基础上不进行加一操作；
以此类推，判断第二监测传感器所采集的冗余数据是否位于第三监测传感器内；
根据判断结果获取第二监测传感器的最终数据有效计数；
以此类推，获取第三监测传感器的最终数据有效计数。
一种冗余数据筛选装置，包括至少一个采集芯片和与所述采集芯片连接的CPU处理芯片，第一监测传感器、第二监测传感器和第三监测传感器分别设置有所述采集芯片；
每个所述采集芯片相互独立且分别与所述CPU处理芯片电气连接；
所述采集芯片装配有电流数据采集模组和电压数据采集模组，所述电流数据采集模组外接待采集设备的电流输出端，所述电压数据采集模组外接待采集设备的电压输出端；
所述采集芯片均设置有串行数据输出引脚和串行数据输入引脚，所述串行数据输出引脚连接所述CPU处理芯片的第一IO输入引脚，所述串行数据输入引脚连接所述CPU处理芯片的第一IO输出引脚。
优选的，所述采集芯片均设置有芯片选用通端输入引脚，所述芯片选用通端输入引脚连接所述CPU处理芯片的第二IO输出引脚。
优选的，所述采集芯片均设置有串行时钟输入引脚，所述串行时钟输入引脚连接所述CPU处理芯片的第二IO输入引脚。
优选的，所述采集芯片均设置有外部中断请求引脚，所述外部中断请求引脚连接所述CPU处理芯片的第三IO输入引脚。
优选的，所述电流数据采集模组包括第一A相电流接口、第二A相电流接口、第一B相电流接口、第二B相电流接口、第一C相电流接口和第二C相电流接口。
优选的，所述电压数据采集模组包括A相电压接口、B相电压接口和C相电压接口。
有益效果：
本发明主要解决从不同冗余测量设备获取的测量数据，由于传感器、模数转换、算法等原因导致数据不完全相同的情况下，简化了筛选实现逻辑,便于软件系统实现,自动实现有效数据的筛选提取,实现快速数据提取与异常告警。
附图说明
图1是本发明的冗余数据筛选方法的流程图；
图2是本发明的采集芯片结构示意图；
图3是本发明的采集芯片未带电流数据采集模组和电压数据采集模组的结构示意图；
图4是本发明的CPU处理芯片结构示意图。
其中：采集芯片1、电流数据采集模组11、第一A相电流接口110、第二A相电流接口111、第一B相电流接口112、第二B相电流接口113、第一C相电流接口114、第二C相电流接口115、电压数据采集模组12、A相电压接口120、B相电压接口121、C相电压接口122、串行数据输出引脚13、串行数据输入引脚14、芯片选用通端输入引脚15、串行时钟输入引脚16、外部中断请求引脚17、CPU处理芯片2、第一IO输出引脚21、第二IO输出引脚22、第一IO输入引脚23、第二IO输入引脚24、第三IO输入引脚25。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本发明的一种冗余数据筛选测控方法，包括第一监测传感器、第二监测传感器和第三监测传感器，所述第一监测传感器、第二监测传感器和第三监测传感器独立完成数据采样和数据传输，冗余数据筛选方法具体步骤如下：
步骤一：分别获取第一监测传感器、第二监测传感器和第三监测传感器采集的冗余数据；
步骤二：设置数据筛选系数，根据第一监测传感器、第二监测传感器和第三监测传感器的测量精度，获取各个监测传感器的上门限值和下门限值，上门限值与下门限值构成门限区间；
步骤三：对各个监测传感器设置数据有效计数，并将其进行初始化清零；
步骤四：分别将各个监测传感器所采集的冗余数据依次与各个监测传感器所对应的门限区间进行比较，根据比较结果，判断是否对数据有效计数的值进行增加；
步骤五：设置正确有效阈值，判断各个监测传感器的数据有效计数的值是否超过正确有效阈值，若是，则超过正确有效阈值的数据有效计数的对应的监测传感器所采集的数据为正确有效数据；
若否，则未超过正确有效阈值的数据有效计数的对应的监测传感器所采集的数据为非正确有效数据，且该监测传感器存在故障异常，进行告警指示处理。
优选的，判断所述第一监测传感器所采集的冗余数据是否位于所述第一监测传感器的门限区间的范围内，若是，则第一监测传感器的数据有效计数的值进行加一操作，若否，则第一监测传感器的数据有效计数的值不进行加一操作；
判断所述第一监测传感器所采集的冗余数据位于所述第二监测传感器的门限区间的范围内，若是，则第一监测传感器的数据有效计数的值在第一次判断的基础上进行加一操作，若否，则第一监测传感器的数据有效计数器的值在第一次判断的基础上不进行加一操作；
以此类推，判断第一监测传感器所采集的冗余数据是否位于第三监测传感器内；
根据判断结果获取第一监测传感器的最终数据有效计数。
优选的，判断所述第二监测传感器所采集的冗余数据是否位于所述第一监测传感器的门限区间的范围内，若是，则第二监测传感器的数据有效计数的值进行加一操作，若否，则第二监测传感器的数据有效计数的值不进行加一操作；
判断所述第二监测传感器所采集的冗余数据位于所述第二监测传感器的门限区间的范围内，若是，则第二监测传感器的数据有效计数的值在第一次判断的基础上进行加一操作，若否，则第二监测传感器的数据有效计数器的值在第一次判断的基础上不进行加一操作；
以此类推，判断第二监测传感器所采集的冗余数据是否位于第三监测传感器内；
根据判断结果获取第二监测传感器的最终数据有效计数；
以此类推，获取第三监测传感器的最终数据有效计数。
现有技术中，对于多路同时获取的冗余监测测量模拟数据如何进行筛选，提供唯一准确数据给最终使用用户是一个重要的问题，现有技术中，多采用以下两种方法进行解决，方法一：关键监测位置安装两套独立的监测测量系统，两套监测测量系统互为主用、备用系统；正常工作过程中，最终数据使用用户从主用系统中获取所需测量模拟数据，主用系统定时向备用系统发送心跳包，报告自身处于正常工作状态中，当主用系统出现异常情况时(如：死机、损坏、脱网等异常情况)，备用系统无法正确收到主用系统发来的心跳包，备用系统自动切换为主用工作模式，向最终数据使用用户提供所需测量模拟数据。
方法二：关键监测位置安装两套独立的监测测量系统，两套监测测量系统独立分立工作，两套监测测量系统同时将两套测量数据上送最终数据使用用户，进行分立界面独立分别显示，当两套系统上送数据存在明显差异时自动告警，并由最终数据使用用户根据管理经验进行数据合理性甄别判断，进行数据使用管理；
但是上述两种方法均存在一定的问题；
方法一：主备切换是以整个系统的切换为前提的，当主用系统异常时自动切换到备用系统，这样主用系统中能够正常工作的传感器也被切换到备用系统，导致当备用系统中这些位置传感器异常时，用户得到的数据也是错误的，不能充分发挥主备系统的优势，导致了资源浪费。
方法二：同时显示两套测量数据进行分立界面独立显示并进行数据甄别，对于使用用户的技术要求比较苛刻，对于没有相关技术经验或经验不足人员存在数据误判、误读风险，不能充分发挥冗余系统的优势。
本发明在需要冗余监视测量数据的位置安装3套监测传感器，各监测传感器独立完成数据的采样、计算并上报数据中心；由于测量传感器差异、模数转换模块差异、采样时刻、计算方法等原因，同一点的模拟采样数据的计算结果不会完全一样，通过简单的三选二方案无法实现正确数据的筛选；
因此通过如下方法进行正确数据的筛选；
具体的，第一监测传感器采集数据为A0，第二监测传感器采集数据为B0，第三监测传感器采集数据为C0；
第一步：获取监测点采集到的冗余数据，第一监测传感器采集数据为A0(以下简称A0)，第二监测传感器采集数据为B0(以下简称B0)，第三监测传感器采集数据为C0(以下简称C0)；
第二步：根据各个监测传感器测量精度误差的两倍生成偏差系数(如第一监测传感器的测量精度为0.5％，那么对应的上下限门限系数为0.99和1.01)，根据偏差系数计算出当前测量结果的上下门限结果，分别是A01、A02(其中A01等于0.99倍的A0，称为下门限；A02等于1.01倍的A0，称为上门限)，B01、B02，C01、C02；
第三步：第一监测传感器数据有效计数AN清零，判断A0是否在A01与A02范围内，如果在则AN加一，判断A0是否在B01与B02范围内，如果在则AN加一，再判断A0是否在C01与C02范围内，如果在范围内则AN加一；
第四步：第二监测传感器数据有效计数BN清零，判断B0是否在A01与A02范围内，如果在则BN加一，判断B0是否在B01与B02范围内，如果在则BN加一，再判断B0是否在C01与C02范围内，如果在范围内则BN加一；
第五步：第三监测传感器数据有效计数器CN清零，判断C0是否在A01与A02范围内，如果在则CN加一，判断C0是否在B01与B02范围内，如果在则CN加一，再判断C0是否在C01与C02范围内，如果在范围内则CN加一；
第六步：设置有效正确阈值，在本实施例中，将正确有效阈值设置为2，如果AN结果大于等于2，则说明A0数据有效，将A0作为最终结果提供用户使用,进入第七步；如果BN结果大于等于2，则说明B0数据有效，将B0作为最终结果提供用户使用,进入第七步；如果CN结果大于等于2，则说明C0数据有效，将C0作为最终结果提供用户使用，进入第七步；
第七步：如果AN小于2，传感器异常报警，如果BN小于2，传感器异常报警，如果CN小于2，传感器异常报警。
通过上述方法，本申请解决从不同冗余测量设备获取的测量数据，由于传感器、模数转换、算法等原因导致数据不完全相同的情况下，简化了筛选实现逻辑,便于软件系统实现,自动实现有效数据的筛选提取,实现快速数据提取与异常告警。
一种冗余数据筛选装置，如图2至图4所示，包括至少一个采集芯片1和与所述采集芯片1连接的CPU处理芯片2，第一监测传感器、第二监测传感器和第三监测传感器分别设置有所述采集芯片1；
每个所述采集芯片1相互独立且分别与所述CPU处理芯片2电气连接；
所述采集芯片1装配有电流数据采集模组11和电压数据采集模组12，所述电流数据采集模组11外接待采集设备的电流输出端，所述电压数据采集模组12外接待采集设备的电压输出端；
所述采集芯片1均设置有串行数据输出引脚13和串行数据输入引脚14，所述串行数据输出引脚13连接所述CPU处理芯片2的第一IO输出引脚23，所述串行数据输入引脚14连接所述CPU处理芯片2的第一IO输出引脚21。
本发明通过设置采集芯片1与CPU处理芯片2，实现对冗余数据的筛选，采集芯片1分别安装在第一监测传感器、第二监测传感器和第三监测传感器内，三个传感器用于与待监测的设备进行连接，其中采集芯片1均设置有电流数据采集模组11和电压数据采集模组12，所述电流数据采集模组11与待采集设备的电流端连接，用于获取待采集设备的电流端的电流数据，所述电压数据采集模组12与待采集设备的电压端连接，用于获取待采集设备的电压数据，采集芯片1可在相同时间内独立采集同一个待采集设备的数据，然后通过采集芯片1各自的串行输出引脚将数据输出至CPU处理芯片2上，所述CPU处理芯片2执行冗余数据筛选方法的判断操作，同时CPU处理芯片2也反馈数据信息至采集芯片1。
优选的，所述采集芯片1均设置有芯片选用通端输入引脚15，所述芯片选用通端输入引脚15连接所述CPU处理芯片2的第二IO输出引脚22。
所述CPU处理芯片2的第二IO输出引脚22连接采集芯片1的芯片选用通端输入引脚15，用于对其中特定的某个芯片进行数据、地址或命令的独立传输。
优选的，所述采集芯片1均设置有串行时钟输入引脚16，所述串行时钟输入引脚16连接所述CPU处理芯片2的第二IO输出引脚24。
所述串行时钟输入引脚16用于控制采集芯片1与CPU处理芯片2的数据输入与输出。
优选的，所述采集芯片1均设置有外部中断请求引脚17，所述外部中断请求引脚17连接所述CPU处理芯片2的第三IO输出引脚25。
所述外部中断请求引脚17用于中断请求输入。
优选的，所述电流数据采集模组11包括第一A相电流接口110、第二A相电流接口111、第一B相电流接口112、第二B相电流接口113、第一C相电流接口114和第二C相电流接口115。
优选的，所述电压数据采集模组12包括A相电压接口120、B相电压接口121和C相电压接口122。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种冗余数据筛选测控方法，包括第一监测传感器、第二监测传感器和第三监测传感器，所述第一监测传感器、第二监测传感器和第三监测传感器独立完成数据采样和数据传输，其特征在于：冗余数据筛选方法具体步骤如下：
步骤一：分别获取第一监测传感器、第二监测传感器和第三监测传感器采集的冗余数据；
步骤二：设置数据筛选系数，根据第一监测传感器、第二监测传感器和第三监测传感器的测量精度，获取各个监测传感器的上门限值和下门限值，上门限值与下门限值构成门限区间；
步骤三：对各个监测传感器设置数据有效计数，并将其进行初始化清零；
步骤四：分别将各个监测传感器所采集的冗余数据依次与各个监测传感器所对应的门限区间进行比较，根据比较结果，判断是否对数据有效计数的值进行增加；
步骤五：设置正确有效阈值，判断各个监测传感器的数据有效计数的值是否超过正确有效阈值，若是，则超过正确有效阈值的数据有效计数的对应的监测传感器所采集的数据为正确有效数据；
若否，则未超过正确有效阈值的数据有效计数的对应的监测传感器所采集的数据为非正确有效数据，且该监测传感器存在故障异常，进行告警指示处理。
2.根据权利要求1所述一种冗余数据筛选测控方法，其特征在于：
判断所述第一监测传感器所采集的冗余数据是否位于所述第一监测传感器的门限区间的范围内，若是，则第一监测传感器的数据有效计数的值进行加一操作，若否，则第一监测传感器的数据有效计数的值不进行加一操作；
判断所述第一监测传感器所采集的冗余数据位于所述第二监测传感器的门限区间的范围内，若是，则第一监测传感器的数据有效计数的值在第一次判断的基础上进行加一操作，若否，则第一监测传感器的数据有效计数器的值在第一次判断的基础上不进行加一操作；
以此类推，判断第一监测传感器所采集的冗余数据是否位于第三监测传感器内；
根据判断结果获取第一监测传感器的最终数据有效计数。
3.根据权利要求1所述一种冗余数据筛选测控方法，其特征在于：
判断所述第二监测传感器所采集的冗余数据是否位于所述第一监测传感器的门限区间的范围内，若是，则第二监测传感器的数据有效计数的值进行加一操作，若否，则第二监测传感器的数据有效计数的值不进行加一操作；
判断所述第二监测传感器所采集的冗余数据位于所述第二监测传感器的门限区间的范围内，若是，则第二监测传感器的数据有效计数的值在第一次判断的基础上进行加一操作，若否，则第二监测传感器的数据有效计数器的值在第一次判断的基础上不进行加一操作；
以此类推，判断第二监测传感器所采集的冗余数据是否位于第三监测传感器内；
根据判断结果获取第二监测传感器的最终数据有效计数；
以此类推，获取第三监测传感器的最终数据有效计数。
4.一种冗余数据筛选装置，其特征在于：包括使用如权利要求1-3任一项所述一种冗余数据筛选测控方法，包括至少一个采集芯片和与所述采集芯片连接的CPU处理芯片，第一监测传感器、第二监测传感器和第三监测传感器分别设置有所述采集芯片；
每个所述采集芯片相互独立且分别与所述CPU处理芯片电气连接；
所述采集芯片装配有电流数据采集模组和电压数据采集模组，所述电流数据采集模组外接待采集设备的电流输出端，所述电压数据采集模组外接待采集设备的电压输出端；
所述采集芯片均设置有串行数据输出引脚和串行数据输入引脚，所述串行数据输出引脚连接所述CPU处理芯片的第一IO输入引脚，所述串行数据输入引脚连接所述CPU处理芯片的第一IO输出引脚。
5.根据权利要求4所述一种冗余数据筛选装置，其特征在于：
所述采集芯片均设置有芯片选用通端输入引脚，所述芯片选用通端输入引脚连接所述CPU处理芯片的第二IO输出引脚。
6.根据权利要求4所述一种冗余数据筛选装置，其特征在于：
所述采集芯片均设置有串行时钟输入引脚，所述串行时钟输入引脚连接所述CPU处理芯片的第二IO输入引脚。
7.根据权利要求4所述一种冗余数据筛选装置，其特征在于：
所述采集芯片均设置有外部中断请求引脚，所述外部中断请求引脚连接所述CPU处理芯片的第三IO输入引脚。
8.根据权利要求4所述一种冗余数据筛选装置，其特征在于：
所述电流数据采集模组包括第一A相电流接口、第二A相电流接口、第一B相电流接口、第二B相电流接口、第一C相电流接口和第二C相电流接口。
9.根据权利要求4所述一种冗余数据筛选装置，其特征在于：
所述电压数据采集模组包括A相电压接口、B相电压接口和C相电压接口。
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