CN116740895A - 一种探测震动分析特征并产生报警的方法 - Google Patents

一种探测震动分析特征并产生报警的方法 Download PDF

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高开文
张定华
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Abstract

本发明公开了一种探测震动分析特征并产生报警的方法，包括采集提取当前的震动传感器的半周期波形的原始数据直到数据数目足够开启预处理，每采集一次原始数据，根据所采用的频率，对采集到的数据进行一次预处理，得到绝对值；进行数据滚动Ft2次处理，得到上升沿长度数据和下降沿长度数据；再以此判断有效波形是否满足条件，若满足则保存波形数据；根据保存的波形数据判断有效波形的数目及周期是否满足报警要求，若满足，则进行报警处理，本申请通过对上升沿长度数据和下降沿长度数据进行处理判断，以剔除无效波形，减少甚至消除误判，提高了精准度的同时也节约了出警的时间和人力成本。

Description

一种探测震动分析特征并产生报警的方法
技术领域
本发明属于地埋式震动探测报警技术领域，具体涉及一种探测震动分析特征并产生报警的方法。
背景技术
在当前边境安全情况错综复杂的局势下，对边境安全的预警需要实施一系列行之有效的技术手段；在军事禁区、军事机场、核能实施、危险化工等重要场所，为了避免不明入侵者非法入侵，也需要相应的产品提供预警保护；在近年来极端天气影响下地质灾害频发，对于地震高发地区的预警是应急管理部门和各级地方政府所关注的区域。
然而，现有的震动分析多为单纯依靠振幅大小判断是否有物体接近，该方法通常会出现无法识别有效波形和无效波形而出现误判的情况，造成警报失误，浪费出警的时间资源和人力资源。
发明内容
为解决上述背景技术中提出的问题，本发明提供一种探测震动分析特征并产生报警的方法，以解决现有技术中容易出现误判，造成警报失误，浪费出警的时间资源和人力资源的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种探测震动分析特征并产生报警的方法，包括以下步骤：
S1：开启ADC采集，采集提取当前的震动传感器的半周期波形的原始数据；
S2：预处理数据，采集原始数据直到采集次数足够开启判断有效波形，每采集一次原始数据，则对采集到的原始数据进行一次预处理，并利用循环次数保证在下次采集前只进入一次预处理，得到去除多余抖动、低频数据和交流数据的绝对值；
S2中预处理数据的步骤包括：
S2.1:对原始数据进行滚动求取平均值，用以平滑所采集到的数据去除多余抖动；
S2.2:按频率F对滚动求取的平均值进行数据滚动求Ft1次差值，过滤低频数据；
S2.3:按频率F对上一步差值数据取绝对值，过滤交流数据，按频率F在cover_cnt采集到对应次数段时，滚动计算Ft3次绝对值的最大值之和Data_Sum，Data_Sum1；
其中，F表示是当前数据处理采用频率；
Ft1表示是当前处理频率下的处理次数1；
Ft3表示是当前处理频率下的处理次数3；
cover_cnt表示是采集次数；
S3：每采集一次原始数据，对得到的绝对值进行一次数据滚动二次处理，得到上升沿长度数据和下降沿长度数据；
S3中数据滚动处理步骤包括：
S3.1:求取Ft2次数内绝对值的最大值；
S3.2:滚动求取Ft3次数内最大值的平均值，平滑波形数据，将预处理数据Data_Sum，Data_Sum1分别加上对应采集次数加Ft2次数的最大值，减去上一采集次数对应最大值再除以平均次数；
S3.3:求平均值的Ft3次的差值并判断是否大于基准数，大于基准数则上升沿标志Rising_Flg次数加一，下降沿标志Fall_Flg清零，若Rising_Flg等于1则将当前采集次数cover_cnt赋值给cover_cntrising，并且Fall_Length＝cover_cnt-cover_cntfall得到下降沿宽度；
S3.4:小于基准数则上升沿标志Fall_Flg次数加一，下降沿标志Rising_Flg清零，若Fall_Flg等于1则将当前采集次数cover_cnt赋值给cover_cntfall，并且Rising_Length＝cover_cnt-cover_cntrising；得到上升沿宽度；
其中，Ft2表示是当前处理频率下的处理次数2；
S4：根据上升沿长度数据和下降沿长度数据，判断有效波形是否满足条件，若满足则保存波形数据；
S4中的判断方法具体为：若波形上升沿长度Rising_Length大于预定长度，下降沿长度Fall_Length大于预定长度并且整个波形长度
Rising_Length+Fall_Length大于预定长度，则判断当前一个波形为有效波形，并记录其波形起始位置即cover_cnt-Rising_Length-Fall_Length，波形长度Rising_Length+Fall_Length，波形Wave_cnt计数加1；
S5：根据保存的波形数据判断有效波形的数目及周期是否满足报警要求，若满足，则进行报警处理，若不满足，则对有效波形进行处理并返回S1。
优选地，S1中输出的波形在0-255中间值的位置即125上下波动，若并未检测到震动，则数据在125上下小幅度波动。
优选地，S5中的判断方法具体为：判断波形数据中的有效波形数据计数个数是否达到5个，找出最近五个有效波形周期最大值max_data，若如果相邻5个波形周期差小于5个波形平均周期，且最大周期小于预定值则满足报警条件，若不满足其中一个条件则去除当前记录的第一个有效波形数据并返回S1继续采集数据。
优选地，报警后基于最近五个有效波形的频率判断震动来源为人、车或者动物，从而产生相应报警警情。
优选地，S1中的原始数据经过采集放大，去除多余精度后，输出数据精度为8bit的数据。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本申请根据震动传感器收集到的原始数据进行预处理，得到去除多余抖动、低频数据和交流数据的绝对值，再对绝对值使用数据滚动的处理方法得到上升沿长度数据和下降沿长度数据，以此来判断有效波形是否满足条件，再根据满足条件的波形数据进行报警判断，本申请通过对上升沿长度数据和下降沿长度数据进行处理判断，以剔除无效波形，减少甚至消除误判，提高了精准度的同时也节约了出警的时间和人力成本。
附图说明
图1为本发明方法流程示意图；
图2为ADC数据采集示意图；
图3为采集的原始数据示意图；
图4为按频率求取滚动平均值示意图；
图5为滚动平均值数据滚动求取差值示意图；
图6为按频率F对差值数据取绝对值示意图；
图7为求取Ft2次数内绝对值的最大值示意图；
图8为求取Ft3次数内最大值的平均值示意图；
图9为有效波形数据分析示意图。
具体实施方式
为便于本领域技术人员理解本发明的技术内容，以下结合附图和具体的实例对本发明作进一步地详细说明。应当理解，此处所描述的具体实例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
文中所述的cover_cnt表示是采集次数；
Cycle_cnt表示是进入下一次数据采集前进入循环次数；
F表示是当前数据处理采用频率；
Ft1表示是当前处理频率下的处理次数1；
Ft2表示是当前处理频率下的处理次数2；
Ft3表示是当前处理频率下的处理次数3；
Data_Sum，Data_Sum1表示是Ft3次数预处理绝对值的最大值之和；
Rising_Flg表示是上升沿标志；
Fall_Flg表示是下降沿标志；
cover_cntrising表示是当前上升沿对应的采集次数用于计算上升沿宽度；
cover_cntfall表示是当前下降沿对应的采集次数用于计算下降沿宽度；
Fall_Length表示是下降沿的宽度；
Rising_Length表示是上升沿宽度；
Wave_cnt表示是当前有效波形个数。
实施例1
如图1、图2、图4、图5、图6、图7、图8和图9所示，一种探测震动分析特征并产生报警的方法，包括以下步骤：
S1：开启ADC采集，采集提取当前的震动传感器的半周期波形的原始数据；
S2：预处理数据，采集原始数据直到采集次数足够开启判断有效波形，每采集一次原始数据，则对采集到的原始数据进行一次预处理，并利用循环次数保证在下次采集前只进入一次预处理，得到去除多余抖动、低频数据和交流数据的绝对值；
S2中预处理数据的步骤包括：
S2.1:对原始数据进行滚动求取平均值，用以平滑所采集到的数据去除多余抖动；
S2.2:按频率F对滚动求取的平均值进行数据滚动求Ft1次差值，过滤低频数据；
S2.3:按频率F对上一步差值数据取绝对值，过滤交流数据，按频率F在cover_cnt采集到对应次数段时，滚动计算Ft3次绝对值的最大值之和Data_Sum，Data_Sum1；
其中，F表示是当前数据处理采用频率；
Ft1表示是当前处理频率下的处理次数1；
Ft3表示是当前处理频率下的处理次数3；
cover_cnt表示是采集次数；
S3：每采集一次原始数据，对得到的绝对值进行一次数据滚动二次处理，得到上升沿长度数据和下降沿长度数据；
S3中数据滚动处理步骤包括：
S3.1:求取Ft2次数内绝对值的最大值；
S3.2:滚动求取Ft3次数内最大值的平均值，平滑波形数据，将预处理数据Data_Sum，Data_Sum1分别加上对应采集次数加Ft2次数的最大值，减去上一采集次数对应最大值再除以平均次数；
S3.3:求平均值的Ft3次的差值并判断是否大于基准数，大于基准数则上升沿标志Rising_Flg次数加一，下降沿标志Fall_Flg清零，若Rising_Flg等于1则将当前采集次数cover_cnt赋值给cover_cntrising，并且Fall_Length＝cover_cnt-cover_cntfall得到下降沿宽度；
S3.4:小于基准数则上升沿标志Fall_Flg次数加一，下降沿标志Rising_Flg清零，若Fall_Flg等于1则将当前采集次数cover_cnt赋值给cover_cntfall，并且Rising_Length＝cover_cnt-cover_cntrising；得到上升沿宽度；
其中，Ft2表示是当前处理频率下的处理次数2；
S4：根据上升沿长度数据和下降沿长度数据，判断有效波形是否满足条件，若满足则保存波形数据；
S4中的判断方法具体为：若波形上升沿长度Rising_Length大于预定长度，下降沿长度Fall_Length大于预定长度并且整个波形长度
Rising_Length+Fall_Length大于预定长度，则判断当前一个波形为有效波形，并记录其波形起始位置即cover_cnt-Rising_Length-Fall_Length，波形长度Rising_Length+Fall_Length，波形Wave_cnt计数加1；
S5：根据保存的波形数据判断有效波形的数目及周期是否满足报警要求，若满足，则进行报警处理，若不满足，则对有效波形进行处理并返回S1。
在本实施例中，本申请根据震动传感器收集到的原始数据进行预处理，得到取出多余抖动、低频数据和交流数据的绝对值，再对绝对值使用数据滚动的处理方法得到上升沿长度数据和下降沿长度数据，以此来判断有效波形是否满足条件，再根据满足条件的波形数据进行报警判断，本申请通过对上升沿长度数据和下降沿长度数据进行处理判断，以剔除无效波形，减少甚至消除误判，提高了精准度的同时也节约了出警的时间和人力成本。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：如图3所示，S1中输出的波形在0-255中间值的位置即125上下波动，若并未检测到震动，则数据在125上下小幅度波动。
实施例3
本实施例与实施例2的区别在于：S5中的判断方法具体为：判断波形数据中的有效波形数据计数个数是否达到5个，找出最近五个有效波形周期最大值max_data，若如果相邻5个波形周期差小于5个波形平均周期，且最大周期小于预定值则满足报警条件，若不满足其中一个条件则去除当前记录的第一个有效波形数据并返回S1继续采集数据。
实施例4
本实施例与实施例3的区别在于：报警后基于最近五个有效波形的频率判断震动来源为人、车或者动物，从而产生相应报警警情，从而产生相应报警警情，解决了从无人巡查环境中、边防及一些重要的军事场所的管控，有效的降低了人工成本。
实施例5
本实施例与实施例1的区别在于：S1中的原始数据经过采集放大，去除多余精度后，输出数据精度为8bit的数据。
在本实施例中，计算机系统处理数据的单位往往是byte，也就是8bit，使用10bit，可能会浪费一部分硬件数据传输和处理能力，使得处理性能低于8bit编码。

Claims (5)

1.一种探测震动分析特征并产生报警的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：开启ADC采集，采集提取当前的震动传感器的半周期波形的原始数据；
S2：预处理数据，采集原始数据直到采集次数足够开启判断有效波形，每采集一次原始数据，则对采集到的原始数据进行一次预处理，并利用循环次数保证在下次采集前只进入一次预处理，得到去除多余抖动、低频数据和交流数据的绝对值；
S2中预处理数据的步骤包括：
S2.1:对原始数据进行滚动求取平均值，用以平滑所采集到的数据去除多余抖动；
S2.2:按频率F对滚动求取的平均值进行数据滚动求Ft1次差值，过滤低频数据；
S2.3:按频率F对上一步差值数据取绝对值，过滤交流数据，按频率F在cover_cnt采集到对应次数段时，滚动计算Ft3次绝对值的最大值之和Data_Sum，Data_Sum1；
其中，F表示是当前数据处理采用频率；
Ft1表示是当前处理频率下的处理次数1；
Ft3表示是当前处理频率下的处理次数3；
cover_cnt表示是采集次数；
S3：每采集一次原始数据，对得到的绝对值进行一次数据滚动二次处理，得到上升沿长度数据和下降沿长度数据；
S3中数据滚动处理步骤包括：
S3.1:求取Ft2次数内绝对值的最大值；
S3.2:滚动求取Ft3次数内最大值的平均值，平滑波形数据，将预处理数据Data_Sum，Data_Sum1分别加上对应采集次数加Ft2次数的最大值，减去上一采集次数对应最大值再除以平均次数；
S3.3:求平均值的Ft3次的差值并判断是否大于基准数，大于基准数则上升沿标志Rising_Flg次数加一，下降沿标志Fall_Flg清零，若Rising_Flg等于1则将当前采集次数cover_cnt赋值给cover_cntrising，并且Fall_Length＝cover_cnt-cover_cntfall得到下降沿宽度；
S3.4:小于基准数则上升沿标志Fall_Flg次数加一，下降沿标志Rising_Flg清零，若Fall_Flg等于1则将当前采集次数cover_cnt赋值给cover_cntfall，并且Rising_Length＝cover_cnt-cover_cntrising；得到上升沿宽度；
其中，Ft2表示是当前处理频率下的处理次数2；
S4：根据上升沿长度数据和下降沿长度数据，判断有效波形是否满足条件，若满足则保存波形数据；
S4中的判断方法具体为：若波形上升沿长度Rising_Length大于预定长度，下降沿长度Fall_Length大于预定长度并且整个波形长度
Rising_Length+Fall_Length大于预定长度，则判断当前一个波形为有效波形，并记录其波形起始位置即cover_cnt-Rising_Length-Fall_Length，波形长度Rising_Length+Fall_Length，波形Wave_cnt计数加1；
S5：根据保存的波形数据判断有效波形的数目及周期是否满足报警要求，若满足，则进行报警处理，若不满足，则对有效波形进行处理并返回S1。
2.根据权利要求1所述的一种探测震动分析特征并产生报警的方法，其特征在于，S1中输出的波形在0-255中间值的位置即125上下波动，若并未检测到震动，则数据在125上下小幅度波动。
3.根据权利要求1所述的一种探测震动分析特征并产生报警的方法，其特征在于，S5中的判断方法具体为：判断波形数据中的有效波形数据计数个数是否达到5个，找出最近五个有效波形周期最大值max_data，若如果相邻5个波形周期差小于5个波形平均周期，且最大周期小于预定值则满足报警条件，若不满足其中一个条件则去除当前记录的第一个有效波形数据并返回S1继续采集数据。
4.根据权利要求3所述的一种探测震动分析特征并产生报警的方法，其特征在于，报警后基于最近五个有效波形的频率判断震动来源为人、车或者动物，从而产生相应报警警情。
5.根据权利要求1所述的一种探测震动分析特征并产生报警的方法，其特征在于，S1中的原始数据经过采集放大，去除多余精度后，输出数据精度为8bit的数据。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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