一种波形数据压缩方法与系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及数据压缩领域，特别是涉及一种波形数据压缩方法与系统。
【背景技术】
[0002] 分布式行波故障定位系统组成:在高压输电线路中安装的一组装置中包括3个设 备，每个设备中包含至少一个行波检测和一个工频检测；每个设备的行波数据采样率为 1 OMhz，采样时间为5ms，每个点由两个字节组成，其波形数据总计100K BYTE;同样，工频数 据的采样率为ΙΟΚΗζ，采样时间为100ms，每个点由两个字节组成，其波形数据总计2K BYTE; 因此，每个设备总的数据采集量为102K BYTE，3个设备总计306K BYTE;由此可见，在实际设 计中需要考虑其存储及传输的效率问题。
[0003] 按实际输电线路所在环境的特点，数据从装置中传输到服务器不保证都能够使用 4G或3G网络，必须考虑使用GPRS网络。而GPRS网络的上行速度是非常慢的，在一般情况下通 信模块的速度实测为1KBYTE/S左右，一个装置的全部数据在网络较好的情况下传输完毕需 要至少306秒，再加上设备间数据传输(时间大概为一个设备60秒)及GPRS网络的实际效率， 其数据传输时间将大致在500秒左右;无论其GPRS实际速度能够提高多少，波形数据的压缩 存储及传输都显得特别重要。即便今后4G网络可以普及到每一个地方，行波的数据量可能 会因为性能提升的原因采集更多的数据，其存储及传输的效率仍然值得考虑。因此，在分布 式故障定位系统中，需要对行波及工频的采集数据进行数据压缩，通过提高压缩率实现数 据的快速存储及传输。
[0004] 现有分布式故障行波定位系统在设计上很少考虑波形数据的压缩。另外，按现有 软件技术的压缩算法，都是基于一种通用数据的压缩，对这种特定波形数据的压缩率提高 不大。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种波形数据压缩方法与系统，可以有效 提高波形数据的压缩率。
[0006] 为实现上述目的，本发明提供了一种波形数据压缩方法，包括：
[0007] 获取所有待压缩波形数据，从第二个波形数据开始，分别计算各波形数据与前一 波形数据的差值数据，直到满足计算停止条件时停止差值数据的计算；
[0008] 第一计算停止条件为差值数据连续为0的差值数据个数超过第一预设阈值;第二 计算停止条件为差值数据连续出现符号相同的差值数据个数超过第二预设阈值;第三计算 停止条件为差值数据大于或等于第三预设阈值;第四计算停止条件为差值数据长度等于第 四预设阈值；
[0009] 当满足第一计算停止条件时，进行分块，将个数超过第一预设阈值的连续为0的差 值数据中的第一个为0的差值数据之前的差值数据确定为第一分块，将所述第一个为0的差 值数据以及之后连续为0的差值数据确定为第二分块，将所述第一分块按照差值压缩方法 进行压缩，将所述第二分块按照复制压缩方法进行压缩；
[0010]当满足第二计算停止条件时，进行分块，将个数超过第二预设阈值的连续出现的 相同符号的差值数据中第一个差值数据之前的差值数据确定为第一分块，将所述第一个差 值数据以及之后符号连续相同的差值数据确定为第二分块，将所述第一分块按照包含符号 位的差值压缩方法进行压缩，将所述第二分块按照不包含符号位的差值压缩方法进行压 缩；
[0011]当满足第三计算停止条件时，进行分块，将大于或等于第三预设阈值的差值数据 之前的差值数据作为第一分块，将所述大于或等于第三预设阈值的差值数据以及之后满足 相同条件的连续差值数据作为第二分块，将所述第一分块按照差值压缩方法进行压缩，将 所述第二分块按照原始数据存储方法处理；
[0012] 当满足第四计算停止条件时，进行分块，将差值数据长度等于第四预设阈值的各 差值数据确定为一个分块，将该分块按照差值压缩方法进行压缩。
[0013] 优选地，当需要将分块按照差值压缩方法进行压缩时，还包括：
[0014] 步骤A:确定要按照差值压缩方法进行压缩的目标分块，将所述目标分块中的第一 个差值数据比特位长X作为最大值，记录所述最大值的位置m，将所述目标分块中的第二个 差值数据比特位长y，记录所述第二个差值数据的位置η;
[0015] 步骤Β:判断y是否大于X，如果否则进入步骤C，如果是，则判断第一预设不等式是 否成立，如果成立，则将所述第二个差值数据之前的n-1个差值数据确定为一个分块，将该 分块按照差值压缩方法进行压缩，如果不成立则将y赋值为X，将η赋值为m，进入步骤D;
[0016] 步骤C:判断y是否小于X，如果否则进入步骤D，如果是，则查找m至η之间差值数据 比特位长的次大值ζ，判断第二预设不等式是否成立，如果成立，则将m之前的差值数据确定 为一个分块，将该分块按照差值压缩方法进行压缩；
[0017]步骤D:判断当前差值数据是否为最后一个数据，如果是，则继续按照差值压缩方 法进行压缩，否则取出下一个差值数据，将其比特位长确定为y，位置确定为n，返回步骤B。
[0018] 优选地，所述第一预设阈值为（16/k)[+l]+l，k为已经计算出的差值数据的比特位 长中的最大比特位长值。
[0019] 优选地，所述第二预设阈值为16。
[0020]优选地，所述第三预设阈值为128。
[0021]优选地，所述第四预设阈值为512。
[0022] 优选地，所述第一预设不等式为(x*(n-l))/8[+l]+3<y*n/8[+l]。
[0023] 优选地，所述第二预设不等式为(z*(n_m) )/8[+l]+3+x*m/8[+l]+3<x*n/8[+l]。
[0024] 本发明还提供了一种波形数据压缩系统，包括：
[0025] 差值数据计算模块、计算停止条件判断模块和分块压缩模块；
[0026] 所述差值数据计算模块用于获取所有待压缩波形数据，从第二个波形数据开始， 分别计算各波形数据与前一波形数据的差值数据，直到所述计算停止条件判断模块判断成 立时停止差值数据的计算；
[0027] 所述计算停止条件判断模块用于判断是否满足计算停止条件，第一计算停止条件 为差值数据连续为〇的差值数据个数超过第一预设阈值;第二计算停止条件为差值数据连 续出现符号相同的差值数据个数超过第二预设阈值;第三计算停止条件为差值数据大于或 等于第三预设阈值;第四计算停止条件为差值数据长度等于第四预设阈值；
[0028] 所述分块压缩模块用于：
[0029] 当满足第一计算停止条件时，进行分块，将个数超过第一预设阈值的连续为0的差 值数据中的第一个为〇的差值数据之前的差值数据确定为第一分块，将所述第一个为〇的差 值数据以及之后连续为〇的差值数据确定为第二分块，将所述第一分块按照差值压缩方法 进行压缩，将所述第二分块按照复制压缩方法进行压缩；
[0030] 当满足第二计算停止条件时，进行分块，将个数超过第二预设阈值的连续出现的 相同符号的差值数据中第一个差值数据之前的差值数据确定为第一分块，将所述第一个差 值数据以及之后符号连续相同的差值数据确定为第二分块，将所述第一分块按照包含符号 位的差值压缩方法进行压缩，将所述第二分块按照不包含符号位的差值压缩方法进行压 缩；
[0031] 当满足第三计算停止条件时，进行分块，将大于或等于第三预设阈值的差值数据 之前的差值数据作为第一分块，将所述大于或等于第三预设阈值的差值数据以及之后满足 相同条件的连续差值数据作为第二分块，将所述第一分块按照差值压缩方法进行压缩，将 所述第二分块按照原始数据存储方法处理；
[0032] 当满足第四计算停止条件时，进行分块，将差值数据长度等于第四预设阈值的各 差值数据确定为一个分块，将该分块按照差值压缩方法进行压缩。
[0033] 应用本发明提供的一种波形数据压缩方法与系统，获取所有待压缩波形数据，计 算各波形数据与前一波形数据的差值数据，对出现差值数据连续为〇，差值数据符号连续相 同达到一定程度，差值数据较大的情况进行分块，根据不同分块的特点使用差值压缩方法， 复制压缩方法或原始数据存储的方法实现压缩，对不满足分块条件达到一定长度的差值数 据进行强制分块后进行差值压缩，可以根据波形数据得到的差值数据特点有针对地优化差 值压缩方法，提高对波形数据的压缩效率。
【附图说明】
[0034] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据 提供的附图获得其他的附图。
[0035] 图1为基于差值压缩基本思想的压缩流程图；
[0036]图2为压缩数据存储格式图；
[0037] 图3为Method方法字结构图；
[0038] 图4为基于差值压缩基本思想的解压缩流程图；
[0039]图5为本发明一种波形数据压缩方法实施例一的差值压缩分块处理流程图；
[0040] 图6为本发明一种波形数据压缩方法实施例一的波形测试图；
[0041] 图7为本发明一种波形数据压缩方法实施例一的差值算法lms采样压缩第一次结 果图；
[0042] 图8为RAR软件压缩算法lms采样压缩第一次结果图；
[0043] 图9为本发明一种波形数据压缩方法实施例一的差值算法lms采样压缩第二次结 果图；
[0044] 图10为RAR软件压缩算法lms采样压缩第二次结果图；
[0045] 图11为本发明一种波形数据压缩方法实施例一的差值算法lms采样压缩第三次结 果图；
[0046]图12为RAR软件压缩算法lms采样压缩第三次结果图；
[0047]图13为本发明一种波形数据压缩方法实施例一的