本发明涉及电力系统自动化及信号分析，具体涉及一种基于fpga的直流b码录波告警分析装置及方法。
背景技术：
1、在直流供电系统中，b码作为一种周期性脉冲信号，广泛应用于时间同步、状态监测与控制逻辑传输等核心场景，其信号的准确性直接关系到系统的稳定运行。
2、然而，现有的b码监测设备大多采用通用采集卡或低速处理器，仅能进行基本的脉冲识别，难以实现对脉冲宽度、边沿跳变、占空比等高精度参数的有效监控。特别是在面临边沿抖动、频率偏移或信号畸变等复杂干扰情况下，这类设备常因采样精度不足或响应机制单一，难以及时准确识别异常，容易导致告警误判、漏判，降低了系统对潜在风险的防控能力。此外，传统b码监测系统普遍依赖固定阈值进行异常判断，缺乏多级判断机制与自适应能力，难以满足不同运行环境下的复杂告警需求。同时，部分系统未配备完善的录波与离线分析功能，无法对故障发生前后的波形进行有效记录与分析，限制了对异常源的溯查能力。由此可见，当前技术在b码异常检测的实时性、精度及可追溯性方面存在明显不足。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种基于fpga的直流b码录波告警分析装置及方法，解决现有技术存在的问题。
2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于fpga的直流b码录波告警分析装置，包括：
3、fpga采集模块，用于以预设采样频率实时采集直流b码的ttl电平信号，并记录每个采样点的高精度时间戳，用于后续脉冲参数计算；
4、脉冲宽度测量模块，与所述fpga采集模块连接，用于基于信号的上升沿和下降沿时间戳，计算当前脉冲的脉冲宽度；
5、触发录波模块，用于在检测到脉冲宽度超出预设阈值范围，或连续若干次出现异常时，启动录波操作，并采集故障前后的完整波形数据；
6、实时告警模块，用于基于设定的告警规则生成告警信号，所述告警规则包括但不限于脉冲宽度超限、边沿跳变畸变和连续异常次数超标；
7、离线分析模块，用于将录制的波形数据导出为标准格式文件，供专用软件进行后续的脉冲特征分析和故障溯源。
8、优选的，所述fpga采集模块的采样频率不低于200mhz，时间戳精度优于5ns，以提升脉冲边沿捕获精度。
9、优选的，所述触发录波模块用于在启动录波时，自动向前追溯预设时间段δtpre并向后录制预设时间段δtpost，以获得包含故障前后的完整波形数据。
10、优选的，所述脉冲宽度测量模块还用于计算连续多个脉冲的宽度变化趋势，用于辅助判断信号稳定性与潜在故障模式。
11、优选的，所述实时告警模块包括可配置的多级阈值判断机制，用于分级输出不同严重程度的告警信号。
12、优选的，所述实时告警模块配置有通信接口，用于将告警信息上传至上位机系统或远程监控平台。
13、优选的，所述离线分析模块输出的波形数据文件采用comtrade格式，包含时间戳、采样频率、通道信息及异常标记，兼容多种电力系统分析工具。
14、优选的，所述告警规则中边沿跳变畸变基于上升沿或下降沿斜率变化量δs是否超过设定阈值进行判定。
15、优选的，还包括状态显示模块，用于实时显示b码信号状态、当前脉冲宽度、录波状态及告警信息。
16、一种基于fpga的直流b码录波告警分析方法，采用所述的基于fpga的直流b码录波告警分析装置，所述方法包括：
17、s1：信号采集，通过fpga采集模块以预设采样频率实时采集直流b码的ttl电平信号，并记录每个采样点的高精度时间戳；
18、s2：脉冲宽度计算，基于采集到的信号上升沿和下降沿时间戳，计算当前脉冲的脉冲宽度；
19、s3：异常判断与触发录波，当检测到脉冲宽度超出预设阈值范围，或连续若干次出现异常时，触发录波操作，并采集包括故障前后在内的完整波形数据；
20、s4：实时告警输出，基于设定的告警规则生成告警信号，所述告警规则包括但不限于脉冲宽度超限、边沿跳变畸变和连续异常次数超标；
21、s5：离线数据分析，将录制的波形数据导出为标准格式文件，供专用软件进行脉冲特征分析和故障溯源。
22、由上述技术方案可知，本发明具有如下有益效果：
23、该基于fpga的直流b码录波告警分析装置及方法，针对现有b码监测设备在采样精度低、异常识别能力弱、告警机制单一以及缺乏录波与深度分析等方面的不足，提出了一种集高精度采集、智能判断、实时告警与离线分析于一体的整体解决方案。通过设置fpga采集模块，能够实现纳秒级时间分辨率的b码信号采样与时间戳记录，有效提高对脉冲边沿和宽度的检测精度；配合脉冲宽度测量模块与触发录波模块，在识别到异常脉冲或连续异常时可立即启动录波，全面记录故障前后信号变化；实时告警模块支持多维度告警规则，提升异常判定的灵活性与准确性；离线分析模块则支持导出标准格式波形数据，便于后续的深度分析与故障追溯。整体装置提升了b码监测系统的智能化水平、响应速度与故障可视化能力，特别适用于对直流系统中关键同步信号的高可靠性监测与管理场景。
1.一种基于fpga的直流b码录波告警分析装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于fpga的直流b码录波告警分析装置，其特征在于：所述fpga采集模块的采样频率不低于200mhz，时间戳精度优于5ns，以提升脉冲边沿捕获精度。
3.根据权利要求1所述的一种基于fpga的直流b码录波告警分析装置，其特征在于：所述触发录波模块用于在启动录波时，自动向前追溯预设时间段δtpre并向后录制预设时间段δtpost，以获得包含故障前后的完整波形数据。
4.根据权利要求1所述的一种基于fpga的直流b码录波告警分析装置，其特征在于：所述脉冲宽度测量模块还用于计算连续多个脉冲的宽度变化趋势，用于辅助判断信号稳定性与潜在故障模式。
5.根据权利要求1所述的一种基于fpga的直流b码录波告警分析装置，其特征在于：所述实时告警模块包括可配置的多级阈值判断机制，用于分级输出不同严重程度的告警信号。
6.根据权利要求1所述的一种基于fpga的直流b码录波告警分析装置，其特征在于：所述实时告警模块配置有通信接口，用于将告警信息上传至上位机系统或远程监控平台。
7.根据权利要求1所述的一种基于fpga的直流b码录波告警分析装置，其特征在于：所述离线分析模块输出的波形数据文件采用comtrade格式，包含时间戳、采样频率、通道信息及异常标记，兼容多种电力系统分析工具。
8.根据权利要求1所述的一种基于fpga的直流b码录波告警分析装置，其特征在于：所述告警规则中边沿跳变畸变基于上升沿或下降沿斜率变化量δs是否超过设定阈值进行判定。
9.根据权利要求1所述的一种基于fpga的直流b码录波告警分析装置，其特征在于，还包括状态显示模块，用于实时显示b码信号状态、当前脉冲宽度、录波状态及告警信息。
10.一种基于fpga的直流b码录波告警分析方法，采用权利要求1-9任一项所述的基于fpga的直流b码录波告警分析装置，其特征在于，所述方法包括：