[发明专利]一种智能工厂信号采集滤波方法

摘要

本发明公开了一种智能工厂信号采集滤波方法，步骤为：首先进行时间窗多点采样实现电平高低状态确认，然后通过时间窗平移实现电平状态切换识别，最后通过软件实现滤波。电平表现上一般为高、低电平切换的方波信号，本质上是对高、低电平的一种状态确认和转换识别。本发明的滤波方法，也就是聚焦于这两点，即电平状态确认和转换识别。本发明核心是使用时间窗多点采样和时间窗平移，来实现对信号的滤波。和传统的单点采样不一样，单点采样若采集在干扰信号的叠加时刻，则信号状态识别可能出错。该滤波方法，原理不复杂，软件实现容易。该滤波方法，不仅仅只能应用于工厂环境，也可应用于其他干扰较大的环境和项目中。

主权项

1.一种智能工厂信号采集滤波方法，其特征在于，步骤为：一、时间窗多点采样实现电平高低状态确认：实际信号在理想信号的基础上，叠加了干扰信号，在实际信号中单点采样，若在低电平时段内的A点采样，低电平被识别为了高电平，若在高电平时段内的B点采样，高电平被识别为了低电平，则信号状态确认出错；高低电平状态确认算法为：在时间窗T内，间隔时间为t多点采样，采样点总数为N，采样点分别为1到N，每个采样点得到一个或高或低的信号状态；若N个电平状态中，至少有M(M<＝N)个为低电平，则时间窗总电平识别为低电平，否则为高电平，其中的参数T、t、N和M需要根据信号的时域实际宽度确定，M可取N/2；将时间窗总电平作为时间窗后边沿时刻的电平，电平状态确认完成；二、时间窗平移实现电平状态切换识别：当前信号电平确认方法：在时域时间轴上，以间隔t一直采样，并至少记录N个采样点电平，时间窗宽度T为t*(N-1)，从最后一次采样开始，在过去时间的历史采样中，取N个采样点的电平状态，其中若至少有M(M<＝N)个为低电平，则当前电平识别为低电平，否则为高电平，该方法和前述时间窗多点采样的原理是一致的，只是时间窗多点采样的时间窗后边沿为当前时刻；时间窗平移是指：时间窗宽度固定，一直以最后一次采样时间点为参考，N个历史电平记录一直在滚动更新，当前信号状态在最新一次采样后也一直在同步更新，这样，信号电平状态判断所依据的时间窗在时域上表现为一个移动的时间窗口，即为时间窗平移；电平状态的切换识别：随着时间窗的平移，当前时间窗信号状态同步更新，当时间窗信号状态从高到低或从低到高变换时，电平状态的切换就识别了出来，可以触发业务的应对处理；三、软件实现信号通过隔离器件，如继电器或光耦，接入微处理器的某个GPIO引脚；软件开辟几个变量：一个可容纳N位状态的变量V，初始值各位都为1；开辟一个计数变量C，初始值为0；开辟电平状态变量S，初始值为0；软件创建一个周期为t的定时器，以周期t读取GPIO引脚状态，状态为高则置位V的第0位，状态为低则清V的第0位，然后将V左移一位，C加1；软件判断C是否大于等于N：若C>＝N，则统计变量V低N位状态为0的个数，若个数大于等于M，则当前时间窗信号状态Sc为低，否则Sc为高，判断Sc和S是否一致，不一致则识别到电平状态切换，并置S＝Sc；若C<N，重复进入上一步。