一种受干扰正弦波数据的处理方法、装置及系统与流程

本发明涉及受干扰正弦波数据的处理技术领域，特别是涉及一种受干扰正弦波数据的处理方法。本发明还涉及一种受干扰正弦波数据的处理装置及系统。

背景技术：

目前，在电子工业中对某些电子器件进行测试时，是通过电子器件所产生的正弦波信号对该电子器件的性能进行测试的；在电路设计和通讯过程中也经常会产生或用到正弦波信号。但是，这些正弦波信号的波形数据会受到环境和其他因素的干扰，对受干扰的正弦波信号的波形数据进行处理显得尤为重要。

现有技术中，在对受干扰的正相波信号的波形数据进行处理时，主要是通过示波器等仪器来对受干扰的正弦波信号的波动数据进行处理的，在处理的过程中需要工作人员进行人工观察、手动调节示波器再对数据进行人工判断与记录。故，现有技术存在处理时间较长、效率较低的缺点，同时，在一定程度上增加了工作人员的工作量，造成了人力资源的浪费。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的受干扰正弦波数据的处理方法、装置及系统成为本领域的技术人员需要解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种受干扰正弦波数据的处理方法、装置及系统，在使用过程中缩短了数据处理的时间、提高了处理效率，在一定程度上减小了工作人员的工作量、节约了人力资源。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种受干扰正弦波数据的处理方法，所述方法包括：

获取受干扰的波动数据，所述波动数据包括时间和与所述时间相应的数值；

对所述波动数据进行滤波处理得到滤波后的波动数据；

对滤波后的波动数据进行有效数据截取得到有效波动数据；

对所述有效波动数据进行计算处理得到计算结果，所述计算结果包括振幅和频率。

可选的，所述对滤波后的波动数据进行有效数据截取得到有效波动数据的过程具体为：

采用截取有效值振动数据法对滤波后的波动数据进行有效数据截取，以得到有效波动数据。

可选的，所述采用截取有效值振动数据法对滤波后的波动数据进行有效数据截取的具体过程为：

计算得出所有所述波动数据的数值的平均值；从第一个波动数据开始向后依次将所述波动数据的数值与所述平均值做差得到相应的第二差值，当所述第二差值大于预设阈值时，所述波动数据为第一有效波动数据；并将位于所述第一有效波动数据之前的第一预设数量个波动数据和位于所述第一有效波动数据之后的第二预设数量个波动数据取为有效波动数据。

可选的，所述对所述有效波动数据进行计算处理得到计算结果的过程具体为：

从所述有效波动数据中间截取第三预设数量的有效波动数据；获取第三预设数量的有效波动数据中的各个波峰和波谷对应的波动数据；依据所述各个波峰和波谷对应的波动数据的数值和时间得到正弦波的振幅和频率。

可选的，所述处理结果还包括振幅提升周期时间以及振幅衰减周期时间。

可选的，所述对所述有效波动数据进行计算处理得到计算结果的过程具体为：

从所述有效波动数据的起始位置起向后依次将当前有效波动数据的数值与所述平均值做差，得到相应的第三差值，当所述第三差值不小于幅度的第一预设百分比时，所述当前波动数据的位置为振幅提升周期的开始位置，直至所述第三差值不小于幅度的第二预设百分比时，所述当前波动数据的位置为振幅提升周期的结束位置，依据所述振幅提升周期的开始位置与所述振幅提升周期的结束位置得到所述振幅提升周期时间；所述幅度为所述振幅的一半；

从所述有效波动数据的结束位置起向前依次将当前有效波动数据的数值与所述平均值做差，得到相应的第四差值，当所述第四差值不小于所述幅度的第一预设百分比时，所述当前波动数据的位置为振幅衰减周期的结束位置，直至所述第四差值不小于所述幅度的第二预设百分比时，所述当前波动数据的位置为振幅衰减周期的开始位置，依据所述振幅衰减周期的开始位置与所述振幅衰减周期的结束位置得到所述振幅衰减周期时间；所述第一预设百分比小于所述第二预设百分比。

可选的，如上述所述的受干扰正弦波数据的处理方法，所述对所述波动数据进行滤波处理得到滤波后的波动数据的过程具体为：

采用限幅平均滤波法对所述波动数据进行滤波处理，以得到滤波后的波动数据。

可选的，所述采用限幅平均滤波法对所述波动数据进行滤波处理的过程具体为：

将当前波动数据的数值与前一个波动数据的数值做差得到第一差值；判断所述第一差值的绝对值是否大于预设差值，如果是，则当前波动数据的数值无效，并用所述前一个波动数据的数值与后一个波动数据的数值的平均值代替所述当前波动数据的数值；否则，当前波动数据的数值有效；重复以上过程直至所有的波动数据均比较完毕。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种受干扰正弦波数据的处理装置，所述装置包括：

获取模块，用于获取受干扰的波动数据，所述波动数据包括时间和数值；

滤波模块，用于对所述波动数据进行滤波处理得到滤波后的波动数据；

有效数据截取模块，用于对滤波后的波动数据进行有效数据截取得到有效波动数据；

计算处理模块，用于对所述有效波动数据进行计算处理得到计算结果，所述计算结果包括振幅和频率。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种受干扰正弦波数据的处理系统，包括如上述所述的受干扰正弦波数据的处理装置。

本发明提供了一种受干扰正弦波数据的处理方法、装置及系统，包括：获取受干扰的波动数据，波动数据包括时间和与时间相应的数值；对波动数据进行滤波处理得到滤波后的波动数据；对滤波后的波动数据进行有效数据截取得到有效波动数据；对有效波动数据进行计算处理得到计算结果，计算结果包括振幅和频率。

本发明对获取的受干扰的波动数据进行滤波处理，并对滤波处理后的波动数据进行有效数据截取以获得有效波动数据，再对所获得的有效波动数据进行计算处理以便得到正弦波的振幅和频率，本发明对受干扰正弦波数据进行自动处理，缩短了数据处理的时间、提高了处理效率，在一定程度上减小了工作人员的工作量、节约了人力资源。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种受干扰正弦波数据的处理方法的流程示意图；

图2为本发明提供的一种受干扰正弦波数据的处理装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种受干扰正弦波数据的处理方法、装置及系统，在使用过程中缩短了数据处理的时间、提高了处理效率，在一定程度上减小了工作人员的工作量、节约了人力资源。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1，图1为本发明提供的一种受干扰正弦波数据的处理方法的流程示意图。该方法包括：

步骤10：获取受干扰的波动数据，波动数据包括时间和与时间相应的数值；

需要说明的是，受干扰的正弦波为电信号，首先需要将受干扰的正弦波电信号通过AD转换以转换成正弦波的数据信号，即本申请中所采集的受干扰的波动数据。具体的，可以通过串口获取受干扰的波动数据。

步骤11：对波动数据进行滤波处理得到滤波后的波动数据；

可以理解的是，由于所获取的受干扰的波动数据中存在干扰数据，所以需要将波动数据进行滤波处理，以便得到较少干扰的波动数据。

作为可选的，对波动数据进行滤波处理得到滤波后的波动数据的过程具体为：

采用限幅平均滤波法对波动数据进行滤波处理，以得到滤波后的波动数据。

具体的，本申请中所采用的滤波法为限幅平均滤波法，可以提高数据处理的速度。当然也可以采用其他的滤波方法，例如卡尔曼滤波法，具体采用哪种滤波方法可以根据实际情况而定，本发明在此不做特殊的限定，能实现本发明的目的即可。

作为可选的，采用限幅平均滤波法对波动数据进行滤波处理的过程具体为：

将当前波动数据的数值与前一个波动数据的数值做差得到第一差值；判断第一差值的绝对值是否大于预设差值，如果是，则当前波动数据的数值无效，并用前一个波动数据的数值与后一个波动数据的数值的平均值代替当前波动数据的数值；否则，当前波动数据的数值有效；重复以上过程直至所有的波动数据均比较完毕。

具体的，首先设定一个预设差值，例如该预设差值为A，再依次将所有波动数据中的当前波动数据的数值与位于该当前波动数据前一个的波动数据的数值的差值即第一差值的绝对值(例如第一差值的绝对值为B)与预设差值A进行比较，当B小于A时则说明当前波动数据的数值为有效数值，也就是当前波动数据为有效数据；当B不小于A(即大于等于A)时，说明当前波动数据的数据为无效数值，也就是当前波动数据为无效数据(即干扰数据)，所以将当前波动数据的数值淘汰并用位于该当前波动数据前一个的波动数据与位于其后一个的波动数据的数值的平均值代替该当前波动数据的数值。例如，一共获取了N个受干扰的波动数据，当前波动数据为第n个，其数值为a；该当前波动数据的前一个波动数据为第n-1个，其数值为b；该当前波动数据的后一个波动数据为第n+1个，其数值为c；|a-b|＝B，若B≥A，则用(b+c)/2代替a即可。依据上述方法，对第n个波动数据处理完毕后，当前波动数据变为第n+1个波动数据，进一步对该当前波动数据进行处理，直至第N个波动数据处理完毕，即完成了对所有波动数据的滤波。

需要说明的是，所获取的波动数据的个数N可以根据实际情况而定，本发明对此不作特殊的限定，在实际应用中所获取的波动数据的个数N不能超过系统所可以采集数据个数的最大限制。例如，系统可以采集数据的个数最多为50000个，那么N不能大于该个数，如果想要获取的波动数据的个数大于50000个，则最多可以获取50000个波动数据。

步骤12：对滤波后的波动数据进行有效数据截取得到有效波动数据；

需要说明的是，由于滤波后的波动数据的数据量较大，而且有一部分数据是无效数据，并且在滤波后的波动数据中有一部分数据可用来计算该正弦波的振幅和频率，故还需要对滤波后的数据进行有效数据截取，以便获得有效波动数据。

作为可选的，对滤波后的波动数据进行有效数据截取得到有效波动数据的过程具体为：

采用截取有效值振动数据法对滤波后的波动数据进行有效数据截取，以得到有效波动数据。

需要说明的是，本申请中主要采用截取有效值振动数据法对滤波后的波动数据进行有效数据的截取，当然，并不仅限于采用这一种方法，还可以采用其他的截取有效数据的方法，本发明对此不做特殊的限定，能实现本发明的目的即可。

作为可选的，采用截取有效值振动数据法对滤波后的波动数据进行有效数据截取的具体过程为：

计算得出所有波动数据的数值的平均值；从第一个波动数据开始向后依次将波动数据的数值与平均值做差得到相应的第二差值，当第二差值大于预设阈值时，波动数据为第一有效波动数据；并将位于第一有效波动数据之前的第一预设数量的波动数据和位于第一有效波动数据之后的第二预设数量的波动数据取为有效波动数据。

具体的，首先对滤波后的所有的波动数据的数值求和取平均值，得到平均值P，并且设定一个预设阈值Q；然后，从数据产生的位置开始对波动数据依次进行计算波动数据与平均值P的第二差值，并判断与该波动数据对于的第二差值是否大于预设阈值，当该第二差值不大于预设阈值Q时，继续计算下一个波动数据与平均值P的第二差值，如果该第二差值依旧不大于预设阈值Q，则继续对下一个波动数值进行计算并比较，直至某一个波动数据与平均值P的第二差值大于预设阈值时，说明从该波动数据起开始产生有效数据，那么该波动数据即为第一有效波动数据。从第一有效波动数据的位置开始，将位于该第一有效波动数据之前的第一预设数量的波动数据和位于该第一有效波动数据之后的第二预设数量的波动数据均截取为有效波动数据。

需要说明的是，通常情况下，预设阀值Q要根据限幅平均滤波算法中的预设差值A来确定，并且Q的数值要稍大于预设差值A。如果小于或等于预设差值A，则有可能将某个没有振动而是被干扰的数据取为第一有效波动数据，这会导致截取有效值振动数据异常。

还需要说明的是，采用本发明所提供的截取有效值振动数据法可以简单快速的获取有效波动数据。另外，预设阈值、第一预设数量和第二预设数量的具体数值均可以根据实际情况而定，本发明对此不做特殊的限定，能实现本发明的目的即可。

步骤13：对有效波动数据进行计算处理得到计算结果，计算结果包括振幅和频率。

需要说明的是，通过对所截取的有效波动数据的计算处理可以得到相应的技术结果，即能得到正弦波的振幅和频率，已完成对受干扰的正弦波数据的处理。

作为可选的，对有效波动数据进行计算处理得到计算结果的过程具体为：

从有效波动数据中间截取第三预设数量的有效波动数据；获取第三预设数量的有效波动数据中的各个波峰和波谷对应的波动数据；依据各个波峰和波谷对应的波动数据的数值和时间得到正弦波的振幅和频率。

具体的，首先需要从所有的有效波动数据中截取第三预设数量的有效波动数据用于计算正弦波的振幅和频率，例如有效波动数据为5000个，从这5000个有效波动数据中截取中间部分的2000个波动数据，并依据这两千个波动数据来计算正弦波的幅值和频率。

从截取第三预设数量的有效波动数据中选取出各个波峰和波谷对应的波动数据，具体的，将所截取的这些波动数据中的当前的波动数据的数值与位于其前一个的波动数据的数值和位于其后一个的波动数据的数值进行比较，如果当前的波动数据的数值大于其前一个的波动数据的数值并且大于或等于其后一个的波动数据的数值，则该当前的波动数据为波峰对应的波动数据，该当前的波动数据的数值即为该波峰的数值；如果当前的波动数据的数值小于其前一个的波动数据的数值并且小于或等于其后一个的波动数据的数值，则该当前的波动数据为波谷对应的波动数据，该当前的波动数据的数值即为该波谷的数值。例如，在上述所截取的2000个波动数据中有245个波峰和波谷，则计算正弦波振幅和频率的具体过程为：将245个波峰和波谷中的每个波峰或每个波谷对应的数值与平均值P做差后取绝对值，然后将这245个差值的绝对值相加后区平均得到幅度R，2倍的幅度R即为正弦波的振幅(2*R)；在实际应用中，频率f的计算过程为：首先设定好获得两个波动数据的时间t(例如时间t为0.274ms)，因一个周期内会有一个波峰及一个波谷，那么对于总共获得245个波峰和波谷，则有245/2个周期，再用总共2000个波动数据除以周期245/2，得到每个周期会有多少个波动数据，设每个周期有m个波动数据(此处m的运算结果取为16.32)，则一个周期的时间为每个周期的波动数据个数m乘以获得两个波动数据的数值的时间t(16.32*0.274＝4.47)，最后用1s(1000ms)除以一个周期的时间1000/4.47即可得到频率f约为223Hz。

当然，也可以采用其他方法通过以上所获得的波动数据计算出幅值R和频率f，本发明对此不做特殊的限定，能实现本发明的目的即可。

还需要说明的是，利用本发明所提供的获取波峰和波谷的方法可以快速的从多个波动数据中找到各个波峰和波谷对应的波动数据，以便用所获得的各个波峰和波峰对应的波动数据依据本发明所提供的方法求出正弦波的振幅和频率。另外，第三预设数量的具体数值可以根据实际情况而定，本发明对此不做特殊的限定，能实现本发明的目的即可。

作为可选的，处理结果还包括振幅提升周期时间以及振幅衰减周期时间。

需要说明的是，对有效波动数据进行计算处理有后所得到的计算结果处理正弦波的振幅和频率外还可以得到正弦波的振幅提升周期时间和振幅衰减周期时间，以提高对受干扰的正弦波数据处理的精确度。本发明对此不做特殊的限定，能实现本发明的目的即可。

作为可选的，对有效波动数据进行计算处理得到计算结果的过程具体为：

从有效波动数据的起始位置起向后依次将当前有效波动数据的数值与平均值做差，得到相应的第三差值，当第三差值不小于幅度的第一预设百分比时，当前波动数据的位置为振幅提升周期的开始位置，直至第三差值不小于幅度的第二预设百分比时，当前波动数据的位置为振幅提升周期的结束位置，依据振幅提升周期的开始位置与振幅提升周期的结束位置得到振幅提升周期时间；其中，第一预设百分比小于第二预设百分比，幅度等于振幅的一半。

具体的，第一预设百分比(例如为20％)，第二预设百分比(例如为90％)，则也就是从所截取的有效波动数据中的起始位置开始对依次波动数据进行以下过程的处理，直至找到满足以下条件的第一个波动数据为止：将当前波动数据的数值与平均值P做差得到相应的第三差值K，如果该第三差值K大于或等于幅度R的20％，则该当前波动数据的位置即为振幅提升周期的开始位置，该当前波动数据的时间即为振幅提升周期的开始时间t₁，接着对下一个波动数据进行处理，直到所处理的当前波动数据对应的第三差值K大于或等于幅度R的90％，则该当前波动数据的位置即为振幅提升周期的开始位置，该当前波动数据的时间即为振幅提升周期的结束时间t₂，则振幅提升周期时间为t₂-t₁。

从有效波动数据的结束位置起向前依次将当前有效波动数据的数值与平均值做差，得到相应的第四差值，当第四差值不小于幅度的第一预设百分比时，当前波动数据的位置为振幅衰减周期的结束位置，直至第四差值不小于幅度的第二预设百分比时，当前波动数据的位置为振幅衰减周期的开始位置，依据振幅衰减周期的开始位置与振幅衰减周期的结束位置得到振幅衰减周期时间；其中，第一预设百分比小于第二预设百分比，幅度等于振幅的一半。

具体的，在计算振幅衰减周期时间时，需要从所截取的有效波动数据中的结束位置开始向前依次对波动数据进行以下过程的处理，直至找到满足以下条件的第一个波动数据为止：将当前波动数据的数值与平均值P做差得到相应的第四差值K＇，如果该第四差值K＇大于或等于幅度R的20％，则该当前波动数据的位置即为振幅衰减周期的结束位置，该当前波动数据的时间即为振幅衰减周期的结束时间t₄，接着对下一个波动数据进行处理，直到所处理的当前波动数据对应的第四差值K＇大于或等于幅度R的90％，则该当前波动数据的位置即为振幅衰减周期的开始位置，该当前波动数据的时间即为振幅衰减周期的开始时间t₃，则振幅衰减周期时间为t₄-t₃。

当然，第一预设百分和第二预设百分比的具体数值可以根据实际情况而定，本发明对此不做特殊的限定，能实现本发明的目的即可。

本发明提供了一种受干扰正弦波数据的处理方法，包括：获取受干扰的波动数据，波动数据包括时间和与时间相应的数值；对波动数据进行滤波处理得到滤波后的波动数据；对滤波后的波动数据进行有效数据截取得到有效波动数据；对有效波动数据进行计算处理得到计算结果，计算结果包括振幅和频率。

本发明对获取的受干扰的波动数据进行滤波处理，并对滤波处理后的波动数据进行有效数据截取以获得有效波动数据，再对所获得的有效波动数据进行计算处理以便得到正弦波的振幅和频率，本发明对受干扰正弦波数据进行自动处理，缩短了数据处理的时间、提高了处理效率，在一定程度上减小了工作人员的工作量、节约了人力资源。

请参照图2，图2为本发明提供的一种受干扰正弦波数据的处理装置的结构示意图。在上述实施例的基础上：

该装置包括：

获取模块1，用于获取受干扰的波动数据，波动数据包括时间和数值；

滤波模块2，用于对波动数据进行滤波处理得到滤波后的波动数据；

有效数据截取模块3，用于对滤波后的波动数据进行有效数据截取得到有效波动数据；

计算处理模块4，用于对有效波动数据进行计算处理得到计算结果，计算结果包括振幅和频率。

需要说明的是，本发明所提供的受干扰正弦波数据的处理装置在使用的过程中缩短了数据处理的时间、提高了处理效率，在一定程度上减小了工作人员的工作量、节约了人力资源。另外，对于本发明所提供的受干扰正弦波数据的处理装置中的受干扰正弦波数据的处理方法的具体介绍请参照上述实施例，本发明在此不再赘述。

在上述实施例的基础上，本发明提供了一种受干扰正弦波数据的处理系统，包括如上述的受干扰正弦波数据的处理装置。

需要说明的是，本发明所提供的受干扰正弦波数据的处理系统在使用的过程中缩短了数据处理的时间、提高了处理效率，在一定程度上减小了工作人员的工作量、节约了人力资源。另外，对于该体统中所采用的受干扰正弦波数据的处理方法的具体介绍请参照上述方法实施例，本发明在此不再赘述。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。