CN117009755B - 波形数据的处理方法、计算机可读存储介质和电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种波形数据的处理方法、计算机可读存储介质和电子设备，波形数据的处理方法包括：根据计算指令中的时间戳信息确定目标时间区间；根据目标时间区间查找预设映射关系，得到目标时间区间内的所有目标数据包，其中，预设映射关系包括多个数据包的编号与多个时间范围之间的一一对应关系，数据包中包含至少一个数据块的统计信息，数据块中包含原始波形数据中的部分数据；获取所有目标数据包携带的统计信息，并对统计信息进行计算，得到目标时间区间所对应波形数据的处理结果。本发明实施例的波形数据的处理方法，能够提高计算效率和波形数据的处理速度。

Description

波形数据的处理方法、计算机可读存储介质和电子设备

技术领域

本发明涉及锁相放大器技术领域，特别涉及一种波形数据的处理方法、一种电子设备和一种计算机可读存储介质。

背景技术

锁相放大器通常采集的数据量非常大，绘图之前需要对数据进行处理。目前，相关技术中对该数据的处理方式是当绘图窗口选取到一个时间段的数据后，就对该时间段的数据进行相关的运算。由于数据量庞大，每次运算都需要很长时间，导致后续数据处理速度变慢。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种波形数据的处理方法、计算机可读存储介质和电子设备，以提高波形数据的处理速度。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种波形数据的处理方法，所述方法包括：根据计算指令中的时间戳信息确定目标时间区间；根据所述目标时间区间查找预设映射关系，得到目标时间区间内的所有目标数据包，其中，所述预设映射关系包括多个数据包的编号与多个时间范围之间的一一对应关系，所述数据包中包含至少一个数据块的统计信息，所述数据块中包含原始波形数据中的部分数据；获取所有所述目标数据包携带的统计信息，并对所述统计信息进行计算，得到所述目标时间区间所对应波形数据的处理结果。

另外，本发明实施例的波形数据的处理方法还可以具有如下附加技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述统计信息包括对应数据块中所有数据的最小值、最大值、平均值和标准差中的至少一者，且所述标准差的计算方式根据所述数据块中的数据量确定。

根据本发明的一个实施例，所述预设映射关系根据原始波形数据和所述原始波形数据对应的时间信息确定，具体包括：获取所有锁相放大器的原始波形数据；根据所述原始波形数据的数据量大小将所述原始波形数据分成若干个数据块；对所有所述数据块进行统计计算，得到每个数据块的统计信息；将所述每个数据块的统计信息打包形成数据包，并对数据包进行编号；将所述数据包的编号与相应的数据块中的原始波形数据所对应的时间范围相对应，形成所述预设映射关系。

根据本发明的一个实施例，所述数据块中的数据量不小于第一数值时，所述标准差的计算公式如下：

其中，为所述标准差，N为所述数据块中的数据量，/>为所述数据块中第/>个数据的数据值，/>为所述数据块中所有数据的平均值。

根据本发明的一个实施例，所述数据块中的数据量小于第一数值时，所述标准差的计算公式如下：

其中，为所述标准差，N为所述数据块中的数据量，/>为所述数据块中第/>个数据的数据值，/>为所述数据块中所有数据的平均值。

根据本发明的一个实施例，每个所述数据块中的数据量相同。

根据本发明的一个实施例，所述数据包包括起始时间戳和截止时间戳，所述获取所述目标数据包携带的统计信息，并对所述统计信息进行计算，得到所述目标时间区间所对应波形数据的处理结果，包括：选定一个游标窗口，其中，所述游标窗口包括左时间戳和右时间戳，所述左时间戳早于所述右时间戳；当所述左时间戳处于一个目标数据包的起始时间戳和截止时间戳之间时，将所述左时间戳向所述起始时间戳推移，直至所述左时间戳和所述起始时间戳相同；当所述右时间戳处于一个目标数据包的起始时间戳和截止时间戳之间时，将所述右时间戳向所述截止时间戳推移，直至所述右时间戳和所述截止时间戳相同；计算更新后的左时间戳和更新后的右时间戳之间的目标数据包中的数据，得到所述目标时间区间所对应波形数据的处理结果。

根据本发明的一个实施例，所述计算更新后的左时间戳和更新后的右时间戳之间的目标数据包中的数据，包括：当所述目标数据包的数量小于第二数值时，直接读取更新后的左时间戳和更新后的右时间戳之间的目标数据包中的数据并计算，得到所述目标时间区间所对应波形数据的处理结果；当所述目标数据包的数量不小于第二数值时，将所述游标窗口分为多个游标子窗口，所述游标子窗口包括左子时间戳和右子时间戳，分别计算各个所述游标子窗口的左子时间戳和右子时间戳之间的目标数据包中的数据，得到多个统计子信息；根据多个所述统计子信息，计算得到所述目标时间区间所对应波形数据的处理结果。

为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现上述的波形数据的处理方法。

为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种电子设备，所述电子设备包括存储器、处理器和存储在所述存储器上的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现上述的波形数据的处理方法。

本发明实施例的波形数据的处理方法、计算机可读存储介质和电子设备，通过计算目标数据块携带的统计信息，以得到目标时间区间所对应波形数据的处理结果，能够提高计算效率和波形数据的处理速度。

附图说明

图1是本发明一实施例的波形数据的处理方法的流程示意图；

图2是本发明一实施例的当目标数据包的数量不小于第二数值时计算得到目标时间区间所对应波形数据的处理结果的流程示意图；

图3是本发明一实施例的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述本发明实施例的波形数据的处理方法、计算机可读存储介质和电子设备。

图1是本发明一实施例的波形数据的处理方法的流程示意图。

如图1所示，波形数据的处理方法包括：

S1，根据计算指令中的时间戳信息确定目标时间区间。

S2，根据目标时间区间查找预设映射关系，得到目标时间区间内的所有目标数据包，其中，预设映射关系包括多个数据包的编号与多个时间范围之间的一一对应关系，数据包中包含至少一个数据块的统计信息，数据块中包含原始波形数据中的部分数据。

S3，获取所有目标数据包携带的统计信息，并对统计信息进行计算，得到目标时间区间所对应波形数据的处理结果。

需要说明的是，原始波形数据为时序数据。

具体地，每个数据块中的数据量相同。

作为一个示例，数据包的构建过程，可包括：

A1，获取原始波形数据，其中，每个原始波形数据对应一个时间戳。

A2，将原始波形数据分成n个数据块。

A3，计算每个数据块中的最小值、最大值、平均值和标准差，并对计算结果进行打包，得到n个数据包。

本实施例中，在计算完成之后，存储器只需要存储数据包的数据信息即可，原始波形数据在计算完成之后不需要保存，由于锁相放大器的原始数据量非常庞大，往往30分钟能达到上千亿个点数据，存储空间需要大几百个G，通过本实施例中的分块处理，只保存计算后得到的数据包，舍去原始数据能够极大的减少数据存储所需要的空间。

作为另一个示例，预设映射关系的构建过程，可包括：

B1，对n个数据包进行连续编号。

B2，根据每个数据块中的第一个原始波形数据的时间戳、最后一个原始波形数据的时间戳和数据包的编号，得到预设映射关系，并且可建立一个<时间戳，编号>的映射表，将映射表下发到内存中。

作为一个示例，可通过映射表调用磁盘中对应的数据包。

本发明实施例的波形数据的处理方法，通过计算目标数据包携带的统计信息，以得到目标时间区间所对应波形数据的处理结果，能够提高计算效率和波形数据的处理速度。

在本发明的一些实施例中，统计信息包括对应数据块中所有数据的最小值、最大值、平均值和标准差中的至少一者，且标准差的计算方式根据数据块中的数据量确定。

需要说明的是，可根据计算需要获取对应数据包中的相关数据。

在该实施例中，直接获取对应数据包中的最小值、最大值、平均值和标准差，能够减小每次数据的计算量，提高计算效率。

在本发明的一些实施例中，预设映射关系根据原始波形数据和原始波形数据对应的时间信息确定，具体包括：

S21，获取所有锁相放大器的原始波形数据。

S22，根据原始波形数据的数据量大小将原始波形数据分成若干个数据块。

S23，对所有数据块进行统计计算，得到每个数据块的统计信息。

S24，将每个数据块的统计信息打包形成数据包，并对数据包进行编号。

S25，将数据包的编号与相应的数据块中的原始波形数据所对应的时间范围相对应，形成预设映射关系。

在本发明的一些实施例中，数据块中的数据量小于第一数值时，标准差的计算采用原始公式，具体如下：

其中，为标准差，N为数据块中的数据量，/>为数据块中第/>个数据的数据值，/>为数据块中所有数据的平均值。

当数据块中的数据量不小于第一数值时，标准差的计算采用优化后的公式，具体如下：

其中，为标准差，N为数据块中的数据量，/>为数据块中第/>个数据的数据值，/>为数据块中所有数据的平均值。

需要说明的是，当数据量大的时候，通过优化后的公式计算标准差的过程中只需要计算结束时再减去平均值的平方即可，不需要每一次计算都使用平均值，因此上述公式的运算速度会快于原始公式。

作为一个示例，第一数值可根据误差率需求进行选定，在本实施例中，第一数值为100000。根据实际实验可知，当第一数值为1000时，误差率在1%左右，当第一数值为10000时，误差率在0.1%左右，当第一数值为100000时，误差率在0.01%左右。

在该实施例中，通过根据数据块中的数据量分别使用不同的计算方式进行计算，在保证数据准确性的同时，能够加快数据处理的速度，提高计算效率。

在本发明的一些实施例中，数据包包括起始时间戳和截止时间戳，获取目标数据包携带的统计信息，并对统计信息进行计算，得到目标时间区间所对应波形数据的处理结果，包括：

S31，选定一个游标窗口，其中，游标窗口包括左时间戳和右时间戳，左时间戳早于右时间戳。

S32，当左时间戳处于一个目标数据包的起始时间戳和截止时间戳之间时，将左时间戳向起始时间戳推移，直至左时间戳和起始时间戳相同。

S33，当右时间戳处于一个目标数据包的起始时间戳和截止时间戳之间时，将右时间戳向截止时间戳推移，直至右时间戳和截止时间戳相同。

S34，计算更新后的左时间戳和更新后的右时间戳之间的目标数据包中的数据，得到目标时间区间所对应波形数据的处理结果。

在本发明的一些实施例中，计算更新后的左时间戳和更新后的右时间戳之间的目标数据包中的数据，包括：

S341，当目标数据包的数量小于第二数值时，直接读取更新后的左时间戳和更新后的右时间戳之间的目标数据包中的数据并计算，得到目标时间区间所对应波形数据的处理结果。

S342，当目标数据包的数量不小于第二数值时，将游标窗口分为多个游标子窗口，游标子窗口包括左子时间戳和右子时间戳，分别计算各个游标子窗口的左子时间戳和右子时间戳之间的目标数据包中的数据，得到多个统计子信息。

需要说明的是，第二数值为一个阈值，可根据实际情况进行设定。

S343，根据多个统计子信息，计算得到目标时间区间所对应波形数据的处理结果。

需要说明的是，统计子信息包括目标数据包中所有数据的最小值、最大值、平均值和标准差中的至少一者。

接下来，以图2为例，说明当目标数据包的数量不小于第二数值时，如何计算得到目标时间区间所对应波形数据的处理结果：

C1，选定一个游标窗口，其中，游标窗口包括左时间戳（时间戳left）和右时间戳（时间戳right）。

C2，根据映射表，将时间戳映射到数据包编号（节点ID），确定需要计算的数据包编号。

C3，根据数据包编号查询数据包在磁盘中的准确位置。

C4，通过分次读取对应的数据包中的统计信息。

C5，每次读取的统计信息都计算得到一个小窗口（游标子窗口）。

C6，合并所有小窗口，得到目标时间区间所对应波形数据的处理结果。

对应上述实施例，本发明还提出一种计算机可读存储介质。

本发明实施例的计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明上述实施例提出的波形数据的处理方法。

根据本发明实施例的计算机可读存储介质，通过执行其存储的计算机程序，能够提高计算效率和波形数据的处理速度。

对应上述实施例，本发明还提出一种电子设备。

图3是本发明一实施例的电子设备的结构示意图。

如图3所示，电子设备500包括：处理器501和存储器503。其中，处理器501和存储器503相连，如通过总线502相连。可选地，电子设备500还可以包括收发器504。需要说明的是，实际应用中收发器504不限于一个，该电子设备500的结构并不构成对本发明实施例的限定。

处理器501可以是CPU（Central Processing Unit，中央处理器），通用处理器，DSP（Digital Signal Processor，数据信号处理器），ASIC（Application SpecificIntegrated Circuit，专用集成电路），FPGA（Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本发明公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框、模块和电路。处理器501也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合，DSP和微处理器的组合等。

总线502可包括一通路，在上述组件之间传送信息。总线502可以是PCI（Peripheral Component Interconnect，外设部件互连标准）总线或EISA（ExtendedIndustry Standard Architecture，扩展工业标准结构）总线等。总线502可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图3中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

存储器503用于存储与本发明上述实施例的波形数据的处理方法对应的计算机程序，该计算机程序由处理器501来控制执行。处理器501用于执行存储器503中存储的计算机程序，以实现前述方法实施例所示的内容。

其中，图3示出的电子设备500仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。

本发明实施例的电子设备500能够提高计算效率和波形数据的处理速度。

需要说明的是，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种波形数据的处理方法，其特征在于，所述方法包括：

根据计算指令中的时间戳信息确定目标时间区间；

根据所述目标时间区间查找预设映射关系，得到目标时间区间内的所有目标数据包，其中，所述预设映射关系包括多个数据包的编号与多个时间范围之间的一一对应关系，所述数据包中包含至少一个数据块的统计信息，所述数据块中包含原始波形数据中的部分数据，所述统计信息包括对应数据块中所有数据的最小值、最大值、平均值和标准差中的至少一者；

获取所有所述目标数据包携带的统计信息，并对所述统计信息进行计算，得到所述目标时间区间所对应波形数据的处理结果；

其中，所述预设映射关系根据原始波形数据和所述原始波形数据对应的时间信息确定，包括：

获取所有锁相放大器的原始波形数据；

根据所述原始波形数据的数据量大小将所述原始波形数据分成若干个数据块；

对所有所述数据块进行统计计算，得到每个数据块的统计信息；

将所述每个数据块的统计信息打包形成数据包，并对数据包进行编号；

将所述数据包的编号与相应的数据块中的原始波形数据所对应的时间范围相对应，形成所述预设映射关系。

2.根据权利要求1所述的波形数据的处理方法，其特征在于，所述标准差的计算方式根据所述数据块中的数据量确定。

3.根据权利要求2所述的波形数据的处理方法，其特征在于，所述数据块中的数据量不小于第一数值时，所述标准差的计算公式如下：

其中，为所述标准差，N为所述数据块中的数据量，/>为所述数据块中第/>个数据的数据值，/>为所述数据块中所有数据的平均值。

4.根据权利要求2所述的波形数据的处理方法，其特征在于，所述数据块中的数据量小于第一数值时，所述标准差的计算公式如下：

其中，为所述标准差，N为所述数据块中的数据量，/>为所述数据块中第/>个数据的数据值，/>为所述数据块中所有数据的平均值。

5.根据权利要求1所述的波形数据的处理方法，其特征在于，每个所述数据块中的数据量相同。

6.根据权利要求1所述的波形数据的处理方法，其特征在于，所述数据包包括起始时间戳和截止时间戳，所述获取所有所述目标数据包携带的统计信息，并对所述统计信息进行计算，得到所述目标时间区间所对应波形数据的处理结果，包括：

选定一个游标窗口，其中，所述游标窗口包括左时间戳和右时间戳，所述左时间戳早于所述右时间戳；

当所述左时间戳处于第一目标数据包的第一起始时间戳和第一截止时间戳之间时，将所述左时间戳向所述第一起始时间戳推移，直至所述左时间戳和所述第一起始时间戳相同；

当所述右时间戳处于第二目标数据包的第二起始时间戳和第二截止时间戳之间时，将所述右时间戳向所述第二截止时间戳推移，直至所述右时间戳和第二截止时间戳相同；

计算更新后的左时间戳和更新后的右时间戳之间的目标数据包中的数据，得到所述目标时间区间所对应波形数据的处理结果。

7.根据权利要求6所述的波形数据的处理方法，其特征在于，所述计算更新后的左时间戳和更新后的右时间戳之间的目标数据包中的数据，包括：

当所述目标数据包的数量小于第二数值时，直接读取更新后的左时间戳和更新后的右时间戳之间的目标数据包中的数据并计算，得到所述目标时间区间所对应波形数据的处理结果；

当所述目标数据包的数量不小于第二数值时，将所述游标窗口分为多个游标子窗口，所述游标子窗口包括左子时间戳和右子时间戳，分别计算各个所述游标子窗口的左子时间戳和右子时间戳之间的目标数据包中的数据，得到多个统计子信息；

根据多个所述统计子信息，计算得到所述目标时间区间所对应波形数据的处理结果。

8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现根据权利要求1-7中任一项所述的波形数据的处理方法。

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：存储器、处理器和存储在所述存储器上的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如权利要求1-7中任一项所述的波形数据的处理方法。