智能信号控制方法及控制器的制造方法
【专利摘要】本发明揭示了一种智能信号控制方法及控制器，包括：数据采样步骤：进行数据采样，通过无线连接方式从传感器接收到模拟信号，并将模拟信号存储于存储器内，所述存储器内还存储有阈值；量化步骤，将输出的模拟信号进行放大量化；编码步骤，将输出的数据进行编码，得到数字信号；数字信号处理步骤，对所述数字信号与所述阈值进行比较，并依据所述比较的结果控制是否输出报警信号；数字信号输出步骤，将未报警的数字信号通过无线连接方式传输至下位机。本发明技术方案的优点主要体现在：采用可视化界面实现信号控制的自行报警，将符合要求未报警的信号无线输送至下位机，安全可靠。
【专利说明】
智能信号控制方法及控制器
技术领域
[0001]本发明涉及一种智能信号控制方法及控制器，属于电子及通讯技术领域。
【背景技术】
[0002]将模拟信号转换为数字信号的电路称为模数转换器(AnalogtoDigitalConverter)，S卩A/D转换器。模拟信号与数字信号之间的相互转换具有非常重要的意义。模数转换(A/D)和数模转换(D/A)是在编码、测量等领域广泛采用的技术。A/U^ D/A的使用使得处理器能更好的应用于工业领域，而不需要过多模拟器件如电阻、电容等，采用处理器通过A/D与D/A对需要的参数，如电压、电流、压力、流量等的处理的应用日益广泛。首先，数字信号具有结构简单、抗干扰能力强、稳定性好、设计及测试自动化程度高、易于实现大规模集成等优点，用数字信号来处理模拟信号在信号传输、处理、存储、输出与显示保密性等方面都具有非常明显的优势。其次，随着集成电路工艺的进步和数字集成电路技术的迅速发展，数字集成电路的性能不断提高，规模越来越大，成本不断降低，所以采用数字信号处理技术来处理模拟信号已变得十分普遍。
[0003]模数转换器存在一个应用和实际上的限制，S卩:当输入模拟信号幅度大时，输出的数字信号会出现失真从而限制和缩小了模数转换器的动态范围。在实际应用中，模拟信号需经前置放大器放大然后给模数转换器作为输入信号。能保证模拟输入信号幅度在一个大的变化范围内，输出最大而不失真的数字信号的高线性度的模数转换装置是理想和实际系统所追求的。
[0004]对于A/D转换器的输入的模拟信号变化范围大，要求的分辨率高的应用领域，如高压电缆故障定位、雷电监测等，其模拟输入信号幅度在很大的范围内变化。例如在高压电缆故障定位中，由于故障产生的信号电压的輻值在5伏到100伏之间，而且其幅值事先是不能预知的，为了得到高的定位分辨率，除了需要优秀的算法外，还霈要高分辨率的模拟信号的采样。
【发明内容】
[0005]本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种具有多功能的智能信号控制方法和控制器。
[0006]本发明的目的通过以下技术方案来实现:
一种智能信号控制方法，包括如下步骤:
SI，数据采样步骤:进行数据采样，通过无线连接方式从传感器接收到模拟信号，并将模拟信号存储于存储器内，所述存储器内还存储有阈值；
S2，量化步骤，将SI输出的模拟信号进行放大量化；
S3，编码步骤，将S2输出的数据进行编码，得到数字信号；
S4，数字信号处理步骤，对所述数字信号与所述阈值进行比较，并依据所述比较的结果控制是否输出报警信号； S5，数字信号输出步骤，将通过S4未报警的数字信号通过无线连接方式传输至下位机。
[0007]优选的，所述S4之前还包括一个滤波步骤，对所述数字信号进行数字滤波处理后得到滤波数据，比较判断所述滤波数据及阈值，并依据比较的结果控制是否输出报警信号。
[0008]优选的，所述S4中，还包括一个报警器的灵敏度标定控制步骤，通过可视化模块接收到输入的灵敏度标定模式信号，在所述可视化模块中输入的标准值即为阈值，存储于所述存储器内。
[0009]优选的，所述SI具体通过应用相对值测量原理，用模拟信号延迟电路获得与接收的模拟信号具有一定时间延迟的模拟信号，运用差分放大电路获得模拟输入信号的相邻时刻的差值信号，对获得的差值信号进行放大，并用低分辨率的模数转换电路对放大后的差值信号进行采样，最后得到输入信号的高分辨率采样序列。
[0010]优选的，所述S2具体包括一个模拟信号放大步骤，接收模拟信号的放大器进行信号放大，所述放大器包括运算放大器和第一电阻和第二电阻，第一电阻连接在运算放大器的输入端和输出端之间，第二电阻一端连接所述模拟输入信号，另一端连接所述运算放大器的输入端，第二电阻和第三电阻均为可调电阻。
[0011]优选的，所述S3具体包括:将模拟信号输入多个A/D转换通道并执行A/D转换得到多个输出值，其中每个A/D转换通道的量程都不同；根据A/D转换通道的所述多个输出值并结合每个A/D转换通道的量程确定最终输出值，该最终输出值的采样精度不低于最大量程的A/D转换通道的采样精度；
从没有达到满量程的至少一个输出值中选择具有最小量程的A/D转换通道的输出值作为最终输出值;或者采用加权平均法来确定最终输出值:从没有达到满量程的输出值中选择至少两个具有最小量程的A/D转换通道的输出值进行加权平均得到最终输出值;或者采用平方开方法来确定最终输出值:从没有达到满量程的输出值中选择至少两个具有最小量程的A/D转换通道的输出值进行先平方再开方得到最终输出值。
[0012]本发明还揭示了一种智能信号控制器，包括:
数据采样单元:用于进行数据采样，通过无线连接方式从传感器接收到模拟信号，并将模拟信号存储于存储器内，所述存储器内还存储有阈值；
量化单元:用于将SI输出的模拟信号进行放大量化；
编码单元:用于将S2输出的数据进行编码，得到数字信号；
数字信号处理单元:用于对所述数字信号与所述阈值进行比较，并依据所述比较的结果控制是否输出报警信号；
数字信号输出单元:用于将通过S4未报警的数字信号通过无线连接方式传输至下位机。
[0013]优选的，还包括一个滤波单元，用于对所述数字信号进行数字滤波处理后得到滤波数据，比较判断所述滤波数据及阈值，并依据比较的结果控制是否输出报警信号。
[0014]优选的，所述数字信号处理单元中还包括一个报警器的灵敏度标定控制单元，用于通过可视化模块接收到输入的灵敏度标定模式信号，在所述可视化模块中输入的标准值即为阈值，存储于所述存储器内。
[0015]优选的，所述量化单元具体包括一个模拟信号放大单元，用于接收模拟信号的放大器进行信号放大，所述放大器包括运算放大器和第一电阻和第二电阻，第一电阻连接在运算放大器的输入端和输出端之间，第二电阻一端连接所述模拟输入信号，另一端连接所述运算放大器的输入端，第二电阻和第三电阻均为可调电阻。
[0016]本发明技术方案的优点主要体现在:采用可视化界面实现信号控制的自行报警，将符合要求未报警的信号无线输送至下位机，安全可靠。
【附图说明】
[0017]图1是本发明智能信号控制方法的过程示意图；
图2是本发明智能信号控制器的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]本发明的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本发明技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。
[0019]本发明揭示了一种智能信号控制方法，如图1所示，包括如下步骤:
SI，数据采样步骤:进行数据采样，通过无线连接方式从传感器接收到模拟信号，并将模拟信号存储于存储器内，所述存储器内还存储有阈值；
S2，量化步骤，将SI输出的模拟信号进行放大量化；
S3，编码步骤，将S2输出的数据进行编码，得到数字信号；
S4，数字信号处理步骤，对所述数字信号与所述阈值进行比较，并依据所述比较的结果控制是否输出报警信号；
S5，数字信号输出步骤，将通过S4未报警的数字信号通过无线连接方式传输至下位机。
[0020]优选的，所述S4之前还包括一个滤波步骤，对所述数字信号进行数字滤波处理后得到滤波数据，比较判断所述滤波数据及阈值，并依据比较的结果控制是否输出报警信号。
[0021]优选的，所述S4中，还包括一个报警器的灵敏度标定控制步骤，通过可视化模块接收到输入的灵敏度标定模式信号，在所述可视化模块中输入的标准值即为阈值，存储于所述存储器内。
[0022]优选的，所述SI具体通过应用相对值测量原理，用模拟信号延迟电路获得与接收的模拟信号具有一定时间延迟的模拟信号，运用差分放大电路获得模拟输入信号的相邻时刻的差值信号，对获得的差值信号进行放大，并用低分辨率的模数转换电路对放大后的差值信号进行采样，最后得到输入信号的高分辨率采样序列。
[0023]优选的，所述S2具体包括一个模拟信号放大步骤，接收模拟信号的放大器进行信号放大，所述放大器包括运算放大器和第一电阻和第二电阻，第一电阻连接在运算放大器的输入端和输出端之间，第二电阻一端连接所述模拟输入信号，另一端连接所述运算放大器的输入端，第二电阻和第三电阻均为可调电阻。
[0024]优选的，所述S3具体包括:将模拟信号输入多个A/D转换通道并执行A/D转换得到多个输出值，其中每个A/D转换通道的量程都不同；根据A/D转换通道的所述多个输出值并结合每个A/D转换通道的量程确定最终输出值，该最终输出值的采样精度不低于最大量程的A/D转换通道的采样精度；
从没有达到满量程的至少一个输出值中选择具有最小量程的A/D转换通道的输出值作为最终输出值;或者采用加权平均法来确定最终输出值:从没有达到满量程的输出值中选择至少两个具有最小量程的A/D转换通道的输出值进行加权平均得到最终输出值;或者采用平方开方法来确定最终输出值:从没有达到满量程的输出值中选择至少两个具有最小量程的A/D转换通道的输出值进行先平方再开方得到最终输出值。
[0025]本发明还揭示了一种智能信号控制器，如图2所示，包括:
数据采样单元:用于进行数据采样，通过无线连接方式从传感器接收到模拟信号，并将模拟信号存储于存储器内，所述存储器内还存储有阈值；
量化单元:用于将SI输出的模拟信号进行放大量化；
编码单元:用于将S2输出的数据进行编码，得到数字信号；
数字信号处理单元:用于对所述数字信号与所述阈值进行比较，并依据所述比较的结果控制是否输出报警信号；
数字信号输出单元:用于将通过S4未报警的数字信号通过无线连接方式传输至下位机。
[0026]优选的，还包括一个滤波单元，用于对所述数字信号进行数字滤波处理后得到滤波数据，比较判断所述滤波数据及阈值，并依据比较的结果控制是否输出报警信号。
[0027]优选的，所述数字信号处理单元中还包括一个报警器的灵敏度标定控制单元，用于通过可视化模块接收到输入的灵敏度标定模式信号，在所述可视化模块中输入的标准值即为阈值，存储于所述存储器内。
[0028]优选的，所述量化单元具体包括一个模拟信号放大单元，用于接收模拟信号的放大器进行信号放大，所述放大器包括运算放大器和第一电阻和第二电阻，第一电阻连接在运算放大器的输入端和输出端之间，第二电阻一端连接所述模拟输入信号，另一端连接所述运算放大器的输入端，第二电阻和第三电阻均为可调电阻。
[0029]本发明采用可视化界面实现信号控制的自行报警，具有报警输出功能。本发明具有GSM通讯功能，实现与传感器与下位机，或远程监测平台实时通讯的功能，
本发明尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种智能信号控制方法，其特征在于:包括如下步骤: Si，数据采样步骤:进行数据采样，通过无线连接方式从传感器接收到模拟信号，并将模拟信号存储于存储器内，所述存储器内还存储有阈值； S2，量化步骤，将SI输出的模拟信号进行放大量化； S3，编码步骤，将S2输出的数据进行编码，得到数字信号； S4，数字信号处理步骤，对所述数字信号与所述阈值进行比较，并依据所述比较的结果控制是否输出报警信号； S5，数字信号输出步骤，将通过S4未报警的数字信号通过无线连接方式传输至下位机。2.根据权利要求1所述的一种智能信号控制方法，其特征在于:所述S4之前还包括一个滤波步骤，对所述数字信号进行数字滤波处理后得到滤波数据，比较判断所述滤波数据及阈值，并依据比较的结果控制是否输出报警信号。3.根据权利要求1所述的一种智能信号控制方法，其特征在于:所述S4中，还包括一个报警器的灵敏度标定控制步骤，通过可视化模块接收到输入的灵敏度标定模式信号，在所述可视化模块中输入的标准值即为阈值，存储于所述存储器内。4.根据权利要求1所述的一种智能信号控制方法，其特征在于:所述SI具体通过应用相对值测量原理，用模拟信号延迟电路获得与接收的模拟信号具有一定时间延迟的模拟信号，运用差分放大电路获得模拟输入信号的相邻时刻的差值信号，对获得的差值信号进行放大，并用低分辨率的模数转换电路对放大后的差值信号进行采样，最后得到输入信号的高分辨率采样序列。5.根据权利要求1所述的一种智能信号控制方法，其特征在于:所述S2具体包括一个模拟信号放大步骤，接收模拟信号的放大器进行信号放大，所述放大器包括运算放大器和第一电阻和第二电阻，第一电阻连接在运算放大器的输入端和输出端之间，第二电阻一端连接所述模拟输入信号，另一端连接所述运算放大器的输入端，第二电阻和第三电阻均为可调电阻。6.根据权利要求1所述的一种智能信号控制方法，其特征在于:所述S3具体包括:将模拟信号输入多个A/D转换通道并执行A/D转换得到多个输出值，其中每个A/D转换通道的量程都不同；根据A/D转换通道的所述多个输出值并结合每个A/D转换通道的量程确定最终输出值，该最终输出值的采样精度不低于最大量程的A/D转换通道的采样精度； 从没有达到满量程的至少一个输出值中选择具有最小量程的A/D转换通道的输出值作为最终输出值;或者采用加权平均法来确定最终输出值:从没有达到满量程的输出值中选择至少两个具有最小量程的A/D转换通道的输出值进行加权平均得到最终输出值;或者采用平方开方法来确定最终输出值:从没有达到满量程的输出值中选择至少两个具有最小量程的A/D转换通道的输出值进行先平方再开方得到最终输出值。7.一种智能信号控制器，其特征在于:包括 数据采样单元:用于进行数据采样，通过无线连接方式从传感器接收到模拟信号，并将模拟信号存储于存储器内，所述存储器内还存储有阈值； 量化单元:用于将SI输出的模拟信号进行放大量化； 编码单元:用于将S2输出的数据进行编码，得到数字信号； 数字信号处理单元:用于对所述数字信号与所述阈值进行比较，并依据所述比较的结果控制是否输出报警信号； 数字信号输出单元:用于将通过S4未报警的数字信号通过无线连接方式传输至下位机。8.根据权利要求7所述的一种智能信号控制器，其特征在于:还包括一个滤波单元，用于对所述数字信号进行数字滤波处理后得到滤波数据，比较判断所述滤波数据及阈值，并依据比较的结果控制是否输出报警信号。9.根据权利要求7所述的一种智能信号控制器，其特征在于:所述数字信号处理单元中还包括一个报警器的灵敏度标定控制单元，用于通过可视化模块接收到输入的灵敏度标定模式信号，在所述可视化模块中输入的标准值即为阈值，存储于所述存储器内。10.根据权利要求7所述的一种智能信号控制器，其特征在于:所述量化单元具体包括一个模拟信号放大单元，用于接收模拟信号的放大器进行信号放大，所述放大器包括运算放大器和第一电阻和第二电阻，第一电阻连接在运算放大器的输入端和输出端之间，第二电阻一端连接所述模拟输入信号，另一端连接所述运算放大器的输入端，第二电阻和第三电阻均为可调电阻。
【文档编号】H03M1/12GK105827241SQ201610152380
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年3月17日
【发明人】张天山, 郑学慧, 邹亚宾, 吴程浩, 吴伟
【申请人】苏州易瑞得电子科技有限公司