CN113589853A - 一种基于lorawan通讯方式的一体式流量自动控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及流量检测技术领域，具体设置一种基于LORAWAN通讯方式的一体式流量自动控制方法及装置，其中一种基于LORAWAN通讯方式的一体式流量自动控制方法，其特征在于，包括：于获取到采样数据序列的状态下，于所述采样序列中获取预定的采样数据；根据所述采样数据形成数字滤波数据；对所述数字滤波数据做幅值解调处理以形成一幅值信号数据；根据所述幅值信号数据做滑动滤波处理以形成滑动滤波数据；根据所述滑动滤波数据做限幅滤波处理以形成限幅滤波数据；根据所述限幅滤波数据形成一流量参数。

Description

一种基于LORAWAN通讯方式的一体式流量自动控制方法及 装置

技术领域

本发明涉及流量检测和控制技术领域，具体设置一种基于 LORAWAN通讯方式的一体式流量自动控制方法及装置。

背景技术

基于LORAWAN通讯方式的一体式流量自动控制装置是一种由电磁流量计、控制阀、执行机构以及LORAWAN通信模块组成的一体式控制仪表。电磁流量计是一种依据法拉第电磁感应定律来测量导电液体体积流量的仪表。由励磁线圈将磁场施加给被测流体，流动的流体在磁场中切割磁感线产生了感应电动势，经转换器处理得到流量准确值。由于其电磁流量计测量管内部不含有阻流部件，且可靠性高、耐腐蚀性强、测量精度高、不受流体密度、粘度、温度、压力变化的影响等优点，因此，在油田工业中得到广泛应用，流量实现自动控制调节是发展的趋势，随着智慧油田和工业物联网建设的发展，长距离、低功耗、低成本、高可靠、高稳定的无线通信成为了工业物联网建设的需求。流量自动控制装置的计量部分技术难点主要在于消除各种噪声干扰以及实现普通导电液体和浆液的测量，控制部分技术难点在于实现快速高精度调节，无线通信技术难点在于实现一体化结构以及通信的高可靠高稳定性。其中，油田工业现场实现流量高精度稳定测量，高精度流量调节以及实现一体式高可靠高稳定无线通信仍是当今流量自动控制装置的技术难题。随着当前智慧油田的建设，工业应用的要求越来越高，采用基于LORAWAN通讯方式的一体式流量自动控制装置是当前发展的需要。

当前，国内采用电磁计量原理的具备无线通信功能的流量自动控制装置基本都是分体式结构，并且只有单独的电磁流量计转换器生产厂家、单独的控制器以及无线通信模块生产厂家，无法直接计量流量驱动交流伺服电机和直流无刷电机，并且实现数据的无线通信，这样在计量的稳定性、控制的高可靠性、高精度方面以及无线通信的高可靠性方面势必存在缺陷。为此，需要开展采用电磁计量原理的基于 LORAWAN通讯方式的一体式流量自动控制装置转换器的高精度、测量、快速高精度控制以及LORAWAN无线通信的技术研究。

发明内容

一方面，本申请提供一种基于LORAWAN通讯方式的一体式流量自动控制方法，其中，包括：

于获取到采样数据序列的状态下，于所述采样序列中获取预定的采样数据；

根据所述采样数据形成数字滤波数据；

对所述数字滤波数据做幅值解调处理以形成一幅值信号数据；

根据所述幅值信号数据做滑动滤波处理以形成滑动滤波数据；

对所述滑动滤波数据做限幅滤波处理以形成限幅滤波数据；

根据所述限幅滤波数据形成一流量参数；

根据所述流量参数形成一流量控制信息；

根据所述流量参数形成一LORAWAN无线通信信号。

优选地，上述的一种基于LORAWAN通讯方式的一体式流量自动控制方法，其中，于获取到采样数据序列的状态下，于所述采样序列中获取预定的采样数据；具体包括：

采样数据序列中每半个励磁周期中第二部分的采样信息；

对采样信息做删减处理，删去所述采样信息的中的前N个采样值和最后N个采样值以形成所述采样数据。

优选地，上述的一种基于LORAWAN通讯方式的一体式流量自动控制方法，其中，根据所述采样数据形成数字滤波数据具体包括：根据所述采样数据按照第一预定方法形成数字滤波数据；其中，第一预定方法包括：

y(m)＝b[x(m)-x(m-N)]+ay(m-N)

其中，N为滤波器阶数；

x(m-N)为上一励磁周期中第二部分的第m采样点；

y(m-N)为上一励磁周期中第二部分的第m采样点的滤波结果；

x(m)为当前励磁周期中第二部分的第m采样点，

y(m)为当前励磁周期中第二部分第m采样点的滤波结果，

a和b分别为滤波器的系数，a和b满足[b,a]＝iircomb(n,bw,'peak')；n为滤波阶数，bw是带宽，peak峰值滤波器。

优选地，上述的一种基于LORAWAN通讯方式的一体式流量自动控制方法，其中，对所述数字滤波数据做幅值解调处理以形成一幅值信号数据具体包括：对所述数字滤波数据按照第二预定方法做幅值解调处理以形成一幅值信号数据，其中第二预定方法为

z(m)＝[x(1)+x(2)+……+x(m)]/m

q(m)＝[z(m)+z(m-2)-2z(m-1)]*D*0.5

式中，z(m)为当前励磁半周期采集数据段的均值；

z(m-1)为上一励磁半周期采集数据段的均值；

z(m-2)为上一励磁周期的采集数据段平均值；

D为流量方向；q(m)则为当前励磁周期的电磁流量计感应信号幅值解调结果。

优选地，上述的一种基于LORAWAN通讯方式的一体式流量自动控制方法，其中，根据所述幅值信号数据做滑动滤波处理以形成滑动滤波数据具体包括：根据所述幅值信号数据按照第三预定方法做滑动滤波处理以形成滑动滤波数据，其中第三预定方法为：

式中，q(m-i)分别为当前励磁周期信号幅值结果；

Z(m)为当前励磁周期滑动滤波结果。

优选地，上述的一种基于LORAWAN通讯方式的一体式流量自动控制方法，其中，根据所述滑动滤波数据做限幅滤波处理以形成限幅滤波数据具体包括：根据所述限幅滤波数据按照第四预定方法做限幅滤波处理以形成限幅滤波数据，其中第四预定方法为：

如果T(m)-T(m-1)≤A，取值U(m)＝T(m)；

其他情况取值U(m)＝T(m-1)；

式中，T(m)分别为当前励磁周期滑动滤波结果；

T(m-1)分别为上一励磁周期滑动滤波结果；

U(m)为当前励磁周期限幅滤波结果。

优选地，上述的一种基于LORAWAN通讯方式的一体式流量自动控制方法，其中，根据所述限幅滤波数据形成一流量参数，具体包括

V(m)＝(K*U(m)+K1)*S

式中：K是仪表系数，K1是仪表零点，S是仪表横截面积；V(m) 是流量数值。

本申请再提供一种基于LORAWAN通讯方式的一体式流量自动控制装置，其中，包括，

中央处理单元，用以形成双频励磁控制信号；或者用以根据一数字流量信号形成第一流量控制信号输出；

励磁驱动单元，电性连接所述中央处理单元，用以接收所述励磁控制信号，于所述励磁控制信号的作用下形成用以产生磁场的励磁电流；

信号检测和处理单元，用以检测当前磁场状态，并根据所述当前磁场状态形成所述数字流量信号输出至中央处理单元；

流量控制单元，用以接收所述流量控制信号，执行与所述流量控制信号匹配的动作；

LORAWAN无线通讯模块，接收所述数字流量信号，并将所述处理信号做处理并传输至上位机。

优选地，上述的基于LORAWAN通讯方式的一体式流量自动控制装置，其中，所述中央处理单元包括：

励磁驱动子模块，连接所述励磁驱动单元，用于输出所述双频励磁控制信号；

数据处理子模块，连接所述信号检测和处理单元，用以获取所述信号检测和处理单元形成的数字流量信号，并对所述数字流量信号做分析处理以形成一信号处理结果输出；

流量控制子模块，连接所述流量控制单元，用于根据接收到的所述信号处理结果形成一所述流量控制信号输出至所述流量控制单元；

通讯子模块，连接所述LORAWAN无线通讯模块，用于接收所述数字流量信号，并将所述数字流量信号传输至所述LORAWAN无线通讯模块。

优选地，上述的基于LORAWAN通讯方式的一体式流量自动控制装置，其中，所述励磁驱动单元包括：

励磁控制子模块和恒流子模块，所述励磁控制子模块用于根据接收到的所述双频励磁控制信号控制所述恒流子模块产生所述励磁电流；

励磁隔离子模块，用于隔离所述双频励磁控制信号中的杂波；

检流电路子模块，用于采集励磁控制子模块线路电流大小。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过将励磁驱动单元、流量控制模块、中央处理单元以及LORAWAN无线通信模块集成在流量自动控制装置转换器中，且通过一个中央处理单元同时控制励磁驱动单元、流量控制模块以及LORAWAN 无线通信模块，解决了现有技术中电磁流量计转换器、流量控制器以及LORAWAN无线通信模块分开所导致的计量的稳定性差，对电磁流量计控制的可靠性较低、精度较低以及无线通信可靠稳定的技术问题，本申请不仅增加了流量自动控制装置转换器计量的稳定性，还实现了流量自动控制装置转换器对流量自动控制装置的控制的快速高精度的技术效果，以及和上位机系统无线通信数据传输的高可靠性的计算效果。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种基于LORAWAN通讯方式的一体式流量自动控制方法流程示意图；

图2为本申请实施例提供的一种基于LORAWAN通讯方式的一体式流量自动控制装置的结果示意图；

图3为本申请实施例提供的一种基于LORAWAN通讯方式的一体式流量自动控制装置的结果示意图；

图4为本申请实施例提供的一种基于LORAWAN通讯方式的一体式流量自动控制装置的结果示意图；

图5为本申请实施例提供的一种基于LORAWAN通讯方式的一体式流量自动控制装置的工作流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一方面，本申请提供一种基于LORAWAN通讯方式的一体式流量自动控制方法，其中，包括：

步骤S110、于获取到采样数据序列的状态下，于所述采样序列中获取预定的采样数据；具体包括：

步骤S1101、采样数据序列中每半个励磁周期中第二部分的采样信息；

步骤S1102、对采样信息做删减处理，删去所述采样信息的中的前N个采样值和最后N个采样值以形成所述采样数据。

示意性地，所述N可为5，每个励磁周期包括前半周期和后半周期，上述的第二部分即为每半个励磁周期的后半周期。假设每半个励磁周期的第二部分的采样信息为30个采样数值，删除第1～5个采样数值、第25～30个采样数值后形成所述采样数据。

步骤S120、根据所述采样数据形成数字滤波数据；示意性地，例如根据所述采样数据按照第一预定方法形成数字滤波数据；其中，第一预定方法包括：

y(m)＝b[x(m)-x(m-N)]+ay(m-N)

其中，N为滤波器阶数；

x(m-N)为上一励磁周期中第二部分的第m采样点；

y(m-N)为上一励磁周期中第二部分的第m采样点的滤波结果；

x(m)为当前励磁周期中第二部分的第m采样点，

y(m)为当前励磁周期中第二部分第m采样点的滤波结果，

a和b分别为滤波器的系数，a和b满足[b,a]＝iircomb(n,bw,'peak')； n为滤波阶数，bw是带宽，peak峰值滤波器。

步骤S130、对所述数字滤波数据做幅值解调处理以形成一幅值信号数据；示意性地，例如对所述数字滤波按照第二预定方法做幅值解调处理以形成一幅值信号数据，其中第二预定方法为：

z(m)＝[x(1)+x(2)+……+x(m)]/m

q(m)＝[z(m)+z(m-2)-2z(m-1)]*D*0.5

式中，z(m)为当前励磁半周期采集数据段的均值；

z(m-1)为上一励磁半周期采集数据段的均值；

z(m-2)为上一励磁周期的采集数据段平均值；

D为流量方向；q(m)则为当前励磁周期的电磁流量计感应信号幅值解调结果。

步骤S140、根据所述幅值信号数据做滑动滤波处理以形成滑动滤波数据；示意性地，根据所述幅值信号数据按照第三预定方法做滑动滤波处理以形成滑动滤波数据，其中第三预定方法为：

式中，q(m-i)分别为当前励磁周期信号幅值结果；

Z(m)为当前励磁周期滑动滤波结果。

步骤S150、根据所述滑动滤波数据做限幅滤波处理以形成限幅滤波数据；示意性地，根据所述滑动滤波数据按照第四预定方法做限幅滤波处理以形成限幅滤波数据，其中第四预定方法为：

如果T(m)-T(m-1)≤A，取值U(m)＝T(m)；

其他情况取值U(m)＝T(m-1)；

式中，T(m)分别为当前励磁周期滑动滤波结果；

T(m-1)分别为上一励磁周期滑动滤波结果；

U(m)为当前励磁周期限幅滤波结果。

步骤S160、根据所述限幅滤波数据形成一流量参数，示意性地，具体包括：

V(m)＝(K*Z(m)+K1)*S

式中：K是仪表系数，K1是仪表零点，S是仪表横截面积。

步骤S170、根据根据所述流量参数形成一流量控制信息。

步骤S180、根据所述流量参数形成一LORAWAN无线通信信号。

实施例二

如果2-5所示，本申请再提供一种基于LORAWAN通讯方式的一体式流量自动控制装置，其中，包括，

中央处理单元，用以形成双频励磁控制信号；或者用以根据一数字流量信号形成第一流量控制信号输出；进一步地，所述中央处理单元主要由处理器U6、存储器U12、信号隔离电路、晶振起振电路、电源转换电路组成，是整个系统的信号处理、流量控制及无线通信的核心。处理器U6的型号为STM32F103VET6，处理器U6的1脚、2 脚、3脚、4脚、5脚、6脚模拟SPI用于读取信号检测和处理模块中 A/D转换电路与空管侦测信号中A/D转换电路的转换结果；处理器 U6的97脚用于控制发出空管侦测信号P1.0至信号调理采集模块的前置差分放大电路中；处理器U6的35脚、36脚用于控制所述励磁驱动单元工作；处理器U6的61脚、62脚、63脚、64脚用于扫描键盘状态；处理器U6的66脚、79脚、80脚、81脚、82脚、83脚、 84脚、85脚、86脚、87脚、88脚、91脚、92脚、95脚、96脚用于控制液晶显示；处理器U6的的67脚、68脚、69脚用于串行异步通讯；处理器U6的30脚、31脚、32脚、33脚用于连接和/或控制存储器；处理器U6的的43脚、44脚、45脚、46脚用于发出流量控制信号，并且根据流量大小反馈检测当前控制状态。所述双频励磁控制信号

励磁驱动单元，电性连接所述中央处理单元，用以接收所述励磁控制信号，于所述励磁控制信号的作用下形成用以产生磁场的励磁电流，进一步地，励磁驱动单元还包括：

检流电路模块，用于检测励磁控制电路中的励磁电流输出电流反馈信号至中央处理单元。

检流电路子模块由仪表放大器、滤波器组成，可将采集到的励磁控制电路子模块回路的励磁电流信号(及上述励磁电流)转换为一个电压信号(即上述电流反馈信号)，并输出该电流反馈信号至中央处理单元，以供中央处理单元基于接收到的电流反馈信号进行后续处理使用；至此，完成对电磁流量计传感器的励磁状态的检测。

信号检测和处理单元，用以检测当前磁场状态和空管状态，并根据所述当前磁场状态形成所述数字流量信号输出至中央处理单元；其中，信号检测和处理模块的低通滤波器截止频率为100HZ用于抑制流量信号中的高频干扰信号；高通滤波器的截止频率设置为0.3Hz，用于抑制流量信号中的低频干扰信号。信号检测处理单元包括：

仪表放大电路子模块，高通和低通滤波子模块以及A/D转换子模块；仪表放大电路子模块，高通和低通滤波子模块以及A/D转换子模块依次实现对传感器信号的放大、滤波以及模数转换以得到数字流量信号。具体地，仪表放大电路子模块由具有轨到轨输出的JFET输入仪表放大器(AD8220)组成，用于对流量自动控制装置传感器的输出信号(即上述电磁传感器信号)进行差分放大，去除共模干扰，经放大后再送给由高通和低通滤波电路级联组成的滤波子模块进行高通和低通滤波；滤波后的信号由24位高精度A/D转换子模块进行模数转换并将数字量(即上述数字流量信号)传送给中央处理单元进行信号处理以获取信号处理结果。

空管检测子模块，用于根据接收到的空管检测信号对电磁流量计传感器的空管状态进行检测并输出空管状态信号；

中央处理单元中的励磁控制电路子模块还用于固定时间每隔 3600ms发送10个150Hz的方波信号(即上述空管检测信号)至信号检测和处理单元，信号检测和处理单元中的空管检测子模块由PWM 信号接口、仪表放大器、滤波器组成，空管检测子模块在接收到空管检测信号之后检测电磁流量计传感器的空管状态，并输出空管状态信号至中央处理单元；

流量控制单元，用以接收所述流量控制信号，执行与所述流量控制信号匹配的动作；流量控制模块包括：

光耦隔离子模块、逻辑转换子模块以及MOS管驱动电路子模块143；光耦隔离子模块、逻辑转换子模块以及MOS管驱动电路子模块依次实现对流量控制信号的隔离、逻辑转换、驱动转换以得到高功率控制信号。

具体地，隔离子模块由光耦电阻等组成，用于对中央处理单元输出的流量控制信号进行隔离，逻辑转换子模块由FET三极管级联电路组成，用于对隔离子模块输出的流量控制信号进行逻辑转换，MOS管驱动电路子模块用于对逻辑转换子模块输出的信号进行功率放大，以驱动电机运行。

LORAWAN无线通讯模块，接收所述数字流量信号，并将所述处理信号做处理并传输至上位机。LORAWAN无线通信模块包括：数字隔离子模块，无线通信子模块以及天线模块；数字隔离子模块，无线通信子模块以及天线模块依次实现对数字通信信号的隔离、协议转换以及数据发送以得到LORAWAN无线通信信号，数字隔离子模块由双缓冲器 (SN74LVC2G34)组成，用于对中央处理单元13的输出的数字通信信号进行隔离，再送给由LORAWAN通信子模块电路组成的无线通信子模块进行协议转换得到LORAWAN无线协议格式通信数据，最后由天线模块将数据发送到上位机端。

列举一具体实施方式

一种基于LORAWAN通讯方式的一体式流量自动控制装置包括电磁流量计传感器，该一种基于LORAWAN通讯方式的一体式流量自动控制装置还包括：

中央处理单元，用于输出双频励磁控制信号；励磁驱动单元，用于根据接收到的双频励磁控制信号向电磁流量计传感器的线圈提供励磁电流，线圈基于励磁电流产生磁场，并在该磁场内产生传感器信号；信号检测处理单元，用于对接收到的传感器信号进行处理，得到并输出数字流量信号；中央处理单元还用于根据接收到的数字流量信号确定信号处理结果，并根据信号处理结果输出流量控制信号和数字通信信号；流量控制模块，用于根据接收到的流量控制信号对流量自动控制装置的流量值进行调节；LORAWAN无线通信模块,用于根据接收到的数字通信信号进行数据包解析，然后按照LORAWAN无线通信协议格式通过天线发送到上位机接收端实现无线通信。

具体地工作原理是，中央处理单元向励磁驱动单元输出双频方波励磁控制信号，励磁驱动单元在接收到双频励磁控制信号后向电磁流量计传感器的线圈进行双频率方波励磁，即向线圈提供低频的方波励磁电流和高频的方波励磁电流，需要说明的是，由于低频方波励磁方式的零点稳定性好以及高频方波励磁方式可以去除浆液中的工频和噪声，保证了电磁流量计的零点稳定和计量浆液时的高精度，因此本申请中使用的是双频方波励磁。

线圈基于励磁电流会产生一个磁场，在此磁场内，流量的流体会产生传感器信号供信号检测处理单元采集；信号检测处理单元实时采集磁场中流动流体产生的传感器信号，并对传感器信号进行放大、滤波及模数转换等处理得到数字流量信号，并最终输出数字流量信号至中央处理单元；中央处理单元在接收到数字流量信号之后对其进行数据分析和数据跟随，得到信号处理结果；一方面，中央处理单元基于信号处理结果输出流量控制信号至流量控制模块，使用流量控制模块基于接收到的流量控制信号能够实现对流量自动控制装置的流量调节。另一方面，中央处理单元可以将信号处理结果输出数字通信信号至LORAWAN无线通信模块，使用LORAWAN无线通信模块基于接收到的数字流量信号进行数据包解析，然后按照LORAWAN无线通信协议格式通过天线发送到上位机接收端实现无线通信。

上述的一种基于LORAWAN通讯方式的一体式流量自动控制装置的工作过程是，由转换器上电系统开始启动，进行系统初始化。在初始化过程中，主要完成系统处理器配置、参数变量及各外设初始工作状态的配置，以使各个模块处于工作状态。具体的，系统将软件程序下载至内部存储器，并在系统初始化时将子程序从存储器中拷贝到内部随机存取存储器(RAM)中运行以提高程序执行效率。外设初始化主要包括数据通信模块的USART接口使能，模数转换单元中的数据采集使能，人机交互模块的GPIO端口使能，流量控制模块的GPIO端口使能，励磁驱动输出定时器TIMER使能，PWM波脉冲输出使能，数据采集SPI端口使能等等。

如图5所示，在完成系统初始化后，自动控制装置转换器进行流量计算，信号处理和采集模块将原始的传感器电动势信号采集转换成数字流量信号，然后经过中央处理单元进行数据分析和数据跟随得到最终的流量信号大小。中央处理单元根据流量大小判断是否需要输出流量控制信号进行流量调节，同时中央处理单元输出数字通信信号经过LORAWAN无线通信模块，通过天线发送到上位机接收端，完成无线通信功能。具体可参见上文描述，在此不再赘述。致此，流量测量、流量控制以及流量无线通信过程完成。

作为进一步优选实施方案，上述的基于LORAWAN通讯方式的一体式流量自动控制装置，其中，所述中央处理单元包括：

励磁驱动子模块，连接所述励磁驱动单元，用于输出所述双频励磁控制信号；所述双频励磁控制信号为双频方波励磁信号。具体地，励磁驱动单元包括：恒流子模块和励磁控制子模块，励磁控制子模块用于根据接收到的双频方波励磁控制信号控制恒流子模块产生励磁电流，恒流子模块产生励磁电流之后可以对电磁流量计传感器进行正负周期励磁，以使电磁流量计传感器的线圈基于该励磁电流产生磁场，并在该磁场内产生传感器信号；励磁隔离子模块，用于隔离双频励磁控制信号中的杂波。恒流子模块由线性电源、运算放大器以及增强型 mos管组成，可产生稳定可靠的励磁电流，且具备耐冲击电压、耐冲击电流能力；励磁控制子模块由集成IC控制器组成，可以快速准确的根据接收到的双频方波励磁控制信号控制恒流子模块产生励磁电流；励磁隔离子模块由光耦、反相器等组成隔离电路，去除双频励磁控制信号中的电杂波信号，进而产生稳定可靠的励磁信号。

数据处理子模块，连接所述信号检测和处理单元，用以获取所述信号检测和处理单元形成的数字流量信号，并对所述数字流量信号做分析处理以形成一信号处理结果输出；示意性地，当数据处理子模块 132对数字流量信号处理得到信号处理结果之后，流量控制子模块 133会基于信号处理结果，对流量自动控制装置的流量调节值产生一个流量控制信号，并将该流量控制信号信号传送至流量控制模块14 中，以使流量控制模块14基于该流量控制信号对流量自动控制装置的流量值进行调节；同时数据通讯子模块134会基于信号处理结果，输出数字通信信号至LORAWAN无线通信模块15，使用LORAWAN无线通信模块15基于接收到的数字流量信号进行数据包解析，然后按照 LORAWAN无线通信协议格式通过天线发送到上位机接收端实现无线通信。

流量控制子模块，连接所述流量控制单元，用于根据接收到的所述信号处理结果形成一所述流量控制信号输出至所述流量控制单元；

通讯子模块，连接所述LORAWAN无线通讯模块，用于接收所述数字流量信号，并将所述数字流量信号传输至所述LORAWAN无线通讯模块。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种基于LORAWAN通讯方式的一体式流量自动控制方法，其特征在于，包括：

于获取到采样数据序列的状态下，于所述采样序列中获取预定的采样数据；

根据所述采样数据形成数字滤波数据；

对所述数字滤波数据做幅值解调处理以形成一幅值信号数据；

根据所述幅值信号数据做滑动滤波处理以形成滑动滤波数据；

对所述滑动滤波数据做限幅滤波处理以形成限幅滤波数据；

根据所述限幅滤波数据形成一流量参数；

根据所述流量参数形成一流量控制信息；

根据所述流量参数形成一LORAWAN无线通信信号。

2.根据权利要求1所述的一种基于LORAWAN通讯方式的一体式流量自动控制方法，其特征在于，于获取到采样数据序列的状态下，于所述采样序列中获取预定的采样数据；具体包括：

采样数据序列中每半个励磁周期中第二部分的采样信息；

对采样信息做删减处理，删去所述采样信息的中的前N个采样值和最后N个采样值以形成所述采样数据。

3.根据权利要求2所述的一种基于LORAWAN通讯方式的一体式流量自动控制方法，其特征在于，根据所述采样数据形成数字滤波数据具体包括：根据所述采样数据按照第一预定方法形成数字滤波数据；其中，第一预定方法包括：

y(m)＝b[x(m)-x(m-N)]+ay(m-N)

其中，N为滤波器阶数；

x(m-N)为上一励磁周期中第二部分的第m采样点；

y(m-N)为上一励磁周期中第二部分的第m采样点的滤波结果；

x(m)为当前励磁周期中第二部分的第m采样点，

y(m)为当前励磁周期中第二部分第m采样点的滤波结果，

a和b分别为滤波器的系数，a和b满足[b,a]＝iircomb(n,bw,'peak')；n为滤波阶数，bw是带宽，peak峰值滤波器。

4.根据权利要求3所述的一种基于LORAWAN通讯方式的一体式流量自动控制方法，其特征在于，对所述数字滤波数据做幅值解调处理以形成幅值信号数据具体包括：对所述数字滤波数据按照第二预定方法做幅值解调处理以形成一幅值信号数据，其中第二预定方法为

z(m)＝[x(1)+x(2)+……+x(m)]/m

q(m)＝[z(m)+z(m-2)-2z(m-1)]*D*0.5

式中，z(m)为当前励磁半周期采集数据段的均值；

z(m-1)为上一励磁半周期采集数据段的均值；

z(m-2)为上一励磁周期的采集数据段平均值；

D为流量方向；q(m)则为当前励磁周期的计量部分电磁流量计感应信号幅值解调结果。

5.根据权利要求4所述的一种基于LORAWAN通讯方式的一体式流量自动控制方法，其特征在于，根据所述幅值信号数据做滑动滤波处理以形成滑动滤波数据具体包括：根据所述幅值信号数据按照第三预定方法做滑动滤波处理以形成滑动滤波数据，其中第三预定方法为：

式中，q(m-i)分别为当前励磁周期信号幅值结果；

Z(m)为当前励磁周期滑动滤波结果。

6.根据权利要求5所述的一种基于LORAWAN通讯方式的一体式流量自动控制方法，其特征在于，根据所述滑动滤波数据做限幅滤波处理以形成限幅滤波数据具体包括：根据所述限幅滤波数据按照第四预定方法做限幅滤波处理以形成限幅滤波数据，其中第四预定方法为：

如果T(m)-T(m-1)≤A，取值U(m)＝T(m)；

其他情况取值U(m)＝T(m-1)；

式中，T(m)分别为当前励磁周期滑动滤波结果；

T(m-1)分别为上一励磁周期滑动滤波结果；

U(m)为当前励磁周期限幅滤波结果。

7.根据权利要求6所述的一种基于LORAWAN通讯方式的一体式流量自动控制方法，其特征在于，根据所述限幅滤波数据形成一流量参数，计算流量数值，具体包括

V(m)＝(K*U(m)+K1)*S

式中：K是仪表系数，K1是仪表零点，S是仪表横截面积，V(m)是流量数值。

8.一种基于LORAWAN通讯方式的一体式流量自动控制装置，其特征在于，包括，

中央处理单元，用以形成双频励磁控制信号；或者用以根据一数字流量信号形成第一流量控制信号输出；

励磁驱动单元，电性连接所述中央处理单元，用以接收所述励磁控制信号，于所述励磁控制信号的作用下形成用以产生磁场的励磁电流，

信号检测和处理单元，用以检测当前励磁状态，并根据所述当前励磁状态形成所述数字流量信号输出至中央处理单元；

流量控制单元，用以接收所述流量控制信号，执行与所述流量控制信号匹配的动作；

LORAWAN无线通讯模块，接收所述数字流量信号，并将所述处理信号做处理并传输至上位机。

9.根据权利要求7所述的基于LORAWAN通讯方式的一体式流量自动控制装置，其特征在于，所述中央处理单元包括：

励磁驱动子模块，连接所述励磁驱动单元，用于输出所述双频励磁控制信号；

数据处理子模块，连接所述信号检测和处理单元，用以获取所述信号检测和处理单元形成的数字流量信号，并对所述数字流量信号做分析处理以形成一信号处理结果输出；

流量控制子模块，连接所述流量控制单元，用于根据接收到的所述信号处理结果形成一所述流量控制信号输出至所述流量控制单元；

通讯子模块，连接所述LORAWAN无线通讯模块，用于接收所述数字流量信号，并将所述数字流量信号传输至所述LORAWAN无线通讯模块。

10.根据权利要求7所述的基于LORAWAN通讯方式的一体式流量自动控制装置，其特征在于，所述励磁驱动单元包括：

励磁控制子模块和恒流子模块，所述励磁控制子模块用于根据接收到的所述双频励磁控制信号控制所述恒流子模块产生所述励磁电流；

励磁隔离子模块，用于隔离所述双频励磁控制信号中的杂波；

检流电路子模块，用于采集励磁控制子模块线路电流大小。

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