CN117633457A - 基于小电流信号拓扑特征码的断续识别方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基于小电流信号拓扑特征码的断续识别方法及系统，包括以下步骤：间隔设定的周期，利用计量芯片执行外部中断并缓存波形数据；根据设定的频率提取缓存的波形数据作为有效值，与设定值对比确定信号点，当存在拓扑信号时输出为1，反之为0；保存输出为1的对应信号并解析，当出现特征码时标记对应的信号。采用间隔采样正常数据，间隔缓存波形的方式进行数据处理，数据缓存和数据处理过程循环交替进行，当出现设定的拓扑信号时，能够产生与之相匹配数量的信号，对这部分信号处理即可计算出当前的拓扑信号，不再长时间占用SPI总线，减少对正常数据采集的影响。

Description

基于小电流信号拓扑特征码的断续识别方法及系统

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，具体为基于小电流信号拓扑特征码的断续识别方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

小电流信号拓扑特征码识别目前采用连续采集和连续计算方式，这类连续采样方式获得的信号如果采用计量芯片进行数据分析时，计量芯片不能缓存连续波形，需要通过计量芯片的采样中断信号由单片机实时缓存波形数据，而单片机实时缓存波形后会长时间占用SPI总线，导致不能对计量芯片所产生的电能、电量、电压、电流等信号进行采集，从而影响正常数据采集。

发明内容

为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供基于小电流信号拓扑特征码的断续识别方法及系统，采用间隔采样正常数据，间隔缓存波形的方式进行数据处理，数据缓存和数据处理过程循环交替进行，当出现设定的拓扑信号时，能够产生与之相匹配数量的信号，对这部分信号处理即可计算出当前的拓扑信号。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个方面提供基于小电流信号拓扑特征码的断续识别方法，包括以下步骤：

间隔设定的周期，利用计量芯片执行外部中断并缓存波形数据；

根据设定的频率提取缓存的波形数据作为有效值，与设定值对比确定信号点，当存在拓扑信号时输出为1，反之为0；

保存输出为1的对应信号并解析，当出现特征码时标记对应的信号。

进一步的，计量芯片执行外部中断期间，通过计量芯片中断引脚获取三相电中其中一相的电流值。

进一步的，缓存的波形数据中，当间隔的周期或采样点到达极限值则停止计量芯片的外部中断。

进一步的，间隔设定周期获取计量芯片的计量信息。

进一步的，计量信息包括电压、电流、电能和功率中的至少一种。

进一步的，根据设定的频率提取缓存的波形数据作为有效值，具体为：基于快速傅里叶变换得到设定频率下波形数据的有效值。

进一步的，设定的频率根据发送信号的频率确定。

进一步的，保存输出为1的对应信号并解析，具体为：拓扑信号持续设定第一时间段为一个码元，每个码元中包含N个信号点，基于滑动解析确定码元中具有N-1个信号值为1，则输出为1。

进一步的，当出现特征码时标记对应的拓扑信号，无特征码产生则未识别到拓扑信号。

本发明的第二个方面提供实现上述方法所需的系统，包括：

信号采集模块，与计量芯片连接，被配置为：间隔设定的周期，利用计量芯片执行外部中断并缓存波形数据；

信号识别模块，被配置为：根据设定的频率提取缓存的波形数据作为有效值，与设定值对比确定信号点，当存在拓扑信号时输出为1，反之为0；保存输出为1的对应信号并解析，当出现设定特征码时标记对应的拓扑信号。

与现有技术相比，以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

1、采用间隔采样正常数据，间隔缓存波形的方式进行数据处理，数据缓存和数据处理过程循环交替进行，当出现设定的拓扑信号时，能够产生与之相匹配数量的信号，对这部分信号处理即可计算出当前的拓扑信号，不再长时间占用SPI总线，减少对正常数据采集的影响。

2、在基于一片计量芯片的情况下，实现了通过波形缓存识别小电流信号拓扑特征码和三相电压、电流、相角、功率、功率因数、电能等其他计量信息采集的两种功能，有效的节省了成本。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明一个或多个实施例提供的基于小电流信号拓扑特征码的断续识别过程示意图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

正如背景技术中所介绍的，连续采样方式获得的信号如果采用计量芯片进行数据分析时，计量芯片不能缓存连续波形，需要通过计量芯片的采样中断信号由单片机实时缓存波形数据，而单片机实时缓存波形后会长时间占用SPI总线，就不能对计量芯片所产生的电能、电量、电压、电流等信号进行采集，从而影响正常数据采集。

采样芯片为一个计量芯片，需要周期性读取计量信息，由于芯片采用单SPI总线模式，如果实时缓存波形会造成无法周期性读取计量信息。因此，以下实施例给出基于小电流信号拓扑特征码的断续识别方法及系统，采用间隔采样正常数据，间隔缓存波形的方式进行数据处理；例如缓存100ms波形数据，数据处理20ms，以此循环处理。当出现9.6S的拓扑信号时，可以产生80个783hz和883hz的信号，对该80个信号处理即可计算出当前的拓扑信号。

实施例一：

本实施例采用间断采样计算783Hz和883Hz数据的方式，每隔120ms启动一次波形缓存，每次波形缓存100ms记录5个周波数据，每个周波采集160个采样点，经过FFT算法，计算出当前的小电流信号有效值。每120ms产生一个计算值，总共产生80个计算值，采用滑动分析方式，实时分析实际电流中是否有拓扑信号产生。

如图1所示，基于信号拓扑电流的断续识别方法，包括以下步骤：

步骤1、设置100ms定时并开启计量芯片外部中断，设置100ms定时开启后，系统不再利用SPI总线读取计量芯片模拟量数据，而且通过计量芯片的中断引脚在中断期间读取B相电流实时值。

步骤2、判断时间和实时值的数量，例如100ms，5个周波，每个周波160个采样点，如果采样计数达到800个或者时间达到100ms则停止计量芯片的外部中断。

步骤3、设置20ms定时并读取计量芯片得到的计量信息数据(例如电压、电流、电能、功率、角度等芯片的计算信息)。

步骤4、通过FFT(快速傅里叶变换)计算783hz和883hz的有效值，该值经过与设定值的比较确定信号点，如果有拓扑信号则为1，如果无拓扑信号则为0，存入相应的滑动存储器。

783hz和883hz的两个值是根据发送信号的频率决定的，例如发送信号频率为833hz，经过计算比较，833hz频率分解出来的783hz和883hz频率信号最强，所以采用该两个频率解析小信号特性最为明显。

步骤5、等待20ms定时结束，重新返回步骤1，以此循环。

步骤6、步骤4后顺便出现一个分支，计算拓扑信号；正常拓扑信号600ms(5个信号点)为一个码元，9.6S拓扑信号16个码元总共80个信号点，采用滑动实时解析模式，5个信号点为一个码元区分大于等于4个1则表示该码元值为1。

步骤7、判断是否有特征码(例如0xAAE9)产生，如果产生则标识识别到拓扑信号，如果无特征码产生则未识别到拓扑信号。

本实施例选用的“0xAAE9”为小信号的特征码，发送端发送0xAAE9信息，接收端通过小信号，分析783hz和883hz频率的幅值特征，解析出0xA AE9特征码。

实施例二：

基于信号拓扑电流的断续识别系统，包括：

信号采集模块，被配置为：间隔设定的周期，利用计量芯片执行外部中断并缓存波形数据；

信号识别模块，被配置为：根据设定的频率提取缓存的波形数据作为有效值，与设定值对比确定信号点，当存在拓扑信号时输出为1，反之为0；保存输出为1的对应信号并解析，当出现设定报文时得到所需的拓扑信号。

实施例三：

本实施例提供了一种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如上述实施例一所述的基于信号拓扑电流的断续识别方法中的步骤。

可以同时针对主机设备、网络设备和安防设备进行核查，具备通用性。相比nmap、Wireshark等工具，本工具通过LLDP协议查询、命令查询而非渗透的方法，既快速又流量小，不会对电力监控系统中运行系统造成影响，并且制定加固核查的标准，通过加固信息比对，实现核查的准确性。

实施例四：

本实施例提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述实施例一所述的基于信号拓扑电流的断续识别方法中的步骤。

可以同时针对主机设备、网络设备和安防设备进行核查，具备通用性。相比nmap、Wireshark等工具，本工具通过LLDP协议查询、命令查询而非渗透的方法，既快速又流量小，不会对电力监控系统中运行系统造成影响，并且制定加固核查的标准，通过加固信息比对，实现核查的准确性。

以上实施例二至四中涉及的各步骤或模块与实施例一相对应，具体实施方式可参见实施例一的相关说明部分。术语“计算机可读存储介质”应该理解为包括一个或多个指令集的单个介质或多个介质；还应当被理解为包括任何介质，所述任何介质能够存储、编码或承载用于由处理器执行的指令集并使处理器执行本发明中的任一方法。

以上实施例二至四中涉及的各步骤或网络与实施例一相对应，具体实施方式可参见实施例一的相关说明部分。术语“计算机可读存储介质”应该理解为包括一个或多个指令集的单个介质或多个介质；还应当被理解为包括任何介质，所述任何介质能够存储、编码或承载用于由处理器执行的指令集并使处理器执行本发明中的任一方法。

Claims (10)

1.基于小电流信号拓扑特征码的断续识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

间隔设定的周期，利用计量芯片执行外部中断并缓存波形数据；

根据设定的频率提取缓存的波形数据作为有效值，与设定值对比确定信号点，当存在拓扑信号时输出为1，反之为0；

保存输出为1的对应信号并解析，当出现特征码时标记对应的信号。

2.如权利要求1所述的基于小电流信号拓扑特征码的断续识别方法，其特征在于，计量芯片执行外部中断期间，通过计量芯片中断引脚获取三相电中其中一相的电流值。

3.如权利要求1所述的基于小电流信号拓扑特征码的断续识别方法，其特征在于，缓存的波形数据中，当间隔的周期或采样点到达极限值则停止计量芯片的外部中断。

4.如权利要求1所述的基于小电流信号拓扑特征码的断续识别方法，其特征在于，间隔设定周期获取计量芯片的计量信息。

5.如权利要求4所述的基于小电流信号拓扑特征码的断续识别方法，其特征在于，所述计量信息包括电压、电流、电能和功率中的至少一种。

6.如权利要求1所述的基于小电流信号拓扑特征码的断续识别方法，其特征在于，根据设定的频率提取缓存的波形数据作为有效值，具体为：基于快速傅里叶变换得到设定频率下波形数据的有效值。

7.如权利要求6所述的基于小电流信号拓扑特征码的断续识别方法，其特征在于，所述设定的频率根据发送信号的频率确定。

8.如权利要求1所述的基于小电流信号拓扑特征码的断续识别方法，其特征在于，保存输出为1的对应信号并解析，具体为：拓扑信号持续设定第一时间段为一个码元，每个码元中包含N个信号点，基于滑动解析确定码元中具有N-1个信号值为1，则输出为1。

9.如权利要求1所述的基于小电流信号拓扑特征码的断续识别方法，其特征在于，当出现特征码时标记对应的拓扑信号，无特征码产生则未识别到拓扑信号。

10.基于小电流信号拓扑特征码的断续识别系统，其特征在于，包括_：

信号采集模块，与计量芯片连接，被配置为：间隔设定的周期，利用计量芯片执行外部中断并缓存波形数据；

信号识别模块，被配置为：根据设定的频率提取缓存的波形数据作为有效值，与设定值对比确定信号点，当存在拓扑信号时输出为1，反之为0；保存输出为1的对应信号并解析，当出现设定特征码时标记对应的拓扑信号。