專利名稱:波峰尋找方法和波峰尋找系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及光纖光柵數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng),尤其涉及光纖光柵數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中尋找波
峰的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù):
隨著光纖光柵的引進(jìn),各種復(fù)雜的全光纖通信和傳感器網(wǎng)絡(luò)遍布了整個(gè)通信領(lǐng)域。光纖光柵因其傳輸速率高、衰耗少而被越來越多地利用?,F(xiàn)有的光纖光柵的制造過程如下通過某種工藝方法使得外界入射光子和纖芯內(nèi)的參雜粒子相互作用導(dǎo)致纖芯折射率沿軸方向周期性或者非周期性的永久變化,在纖芯內(nèi)形成空間相位光柵。
光纖光柵數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)調(diào)制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)解調(diào)系統(tǒng)。所述數(shù)據(jù)調(diào)制系統(tǒng)把數(shù)據(jù)信息變換成適合于模擬信道上傳輸?shù)碾姶挪?載波)信號(hào),并把頻率限制在所述模擬信道支持的頻率范圍內(nèi)。所述數(shù)據(jù)解調(diào)系統(tǒng)是把從所述模擬信道上收取的載波信號(hào)還原成數(shù)據(jù)信息。 現(xiàn)有的光纖光柵數(shù)據(jù)解調(diào)系統(tǒng)大多使用DSP(Digital Signal Processor,數(shù)字信號(hào)處理器)、ARM(Advanced RISC Machine,先進(jìn)精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī))或單片機(jī)并通過尋找波峰對(duì)波長(zhǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)解調(diào)。上述三種解調(diào)方法在尋找波峰的過程中一般以一周期作為基準(zhǔn)來采集數(shù)據(jù),并在高斯變換指令下對(duì)所述數(shù)據(jù)進(jìn)行波峰尋找處理。所述高斯變換指令包括多項(xiàng)式-高斯公式擬合法指令以及高斯公式擬合法指令。所述多項(xiàng)式-高斯公式擬合法指令包括把采集的波形曲線數(shù)據(jù)進(jìn)行高斯函數(shù)-多項(xiàng)式變換的指令以及一般多項(xiàng)式擬合法尋找波峰的指令。所述高斯公式擬合法指令是把采集的波形曲線數(shù)據(jù)直接作為高斯函數(shù)進(jìn)行擬合處理的指令,因此所述高斯公式擬合法指令不對(duì)所述數(shù)據(jù)進(jìn)行多項(xiàng)式變換處理。另外,現(xiàn)有波峰尋找方法還涉及以峰值前后的n個(gè)點(diǎn)為基準(zhǔn)逐次比較的指令來尋找到波峰。 然而,利用多項(xiàng)式-高斯公式擬合法指令或者高斯公式擬合法指令來尋找波峰都需要有足夠的內(nèi)存來存儲(chǔ)采集的一個(gè)周期的數(shù)據(jù),并且所述指令需要消耗很多的指令周期,因而不僅影響了波峰尋找的速度,而且限制了光纖光柵數(shù)據(jù)解調(diào)系統(tǒng)的速度。而利用逐次比較指令來尋找波峰則由于是通過逐次地比較的方式來實(shí)現(xiàn)波峰尋找的,因而準(zhǔn)確度不高,抗干擾能力弱。綜合以上論述,上述利用三種指令的波峰尋找方法均不適合于系統(tǒng)速度和精確度要求高的光纖光柵數(shù)據(jù)解調(diào)系統(tǒng)。 因此,有必要提供一種改進(jìn)的波峰尋找方法和系統(tǒng)來克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種波峰尋找方法和波峰尋找系統(tǒng),所述波峰尋找方法和波峰尋找系統(tǒng)無需大量存儲(chǔ)空間和眾多指令周期,尋峰精度高。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供了一種波峰尋找方法,所述波峰尋找方法包括如下步驟采集輸入的波形數(shù)據(jù);根據(jù)所述波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)和上次數(shù)據(jù)定位系統(tǒng)狀態(tài);以及根據(jù)所述系統(tǒng)狀態(tài)確定波峰位置。 較佳地,所述采集輸入的波形數(shù)據(jù)的步驟之后還包括判斷所述波形數(shù)據(jù)的上次數(shù)據(jù)是否大于開啟閥值,貝U,所述根據(jù)所述波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)和上次數(shù)據(jù)定位系統(tǒng)狀態(tài)的步驟具體為當(dāng)所述波形數(shù)據(jù)的上次數(shù)據(jù)小于所述開啟閥值時(shí),繼續(xù)采集輸入的波形數(shù)據(jù);當(dāng)所述波形數(shù)據(jù)的上次數(shù)據(jù)大于所述開啟閥值時(shí),根據(jù)所述波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)和上次數(shù)據(jù)定位系統(tǒng)狀態(tài)。 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中,所述根據(jù)所述波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)和上次數(shù)據(jù)定位系統(tǒng)狀態(tài)的步驟具體為判斷所述波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)是否小于所述開啟閥值;當(dāng)所述波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)小于所述開啟閥值時(shí),定位所述系統(tǒng)狀態(tài)為非初始狀態(tài);貝U,根據(jù)所述系統(tǒng)狀態(tài)確定波峰位置的步驟具體為選擇是否接受峰值,當(dāng)選擇接收所述峰值時(shí),根據(jù)所述當(dāng)前數(shù)據(jù)和所述上次數(shù)據(jù)確定波峰位置。 在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中,所述根據(jù)所述波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)和上次數(shù)據(jù)定位系統(tǒng)狀態(tài)的步驟具體為判斷所述波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)是否小于所述開啟閥值;當(dāng)所述波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)大于所述開啟閥值時(shí),判斷所述波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)是否小于所述波形數(shù)據(jù)的上次數(shù)據(jù);當(dāng)所述波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)小于所述波形數(shù)據(jù)的上次數(shù)據(jù)時(shí),定位所述系統(tǒng)狀態(tài)為下降狀態(tài),并進(jìn)行下降計(jì)數(shù),判斷所述上次數(shù)據(jù)是否等于最大波峰數(shù)據(jù),當(dāng)所述上次數(shù)據(jù)等于所述最大波峰數(shù)據(jù)時(shí),將所述當(dāng)前數(shù)據(jù)的當(dāng)前時(shí)間記錄為結(jié)束時(shí)間。 較佳地,所述根據(jù)所述系統(tǒng)狀態(tài)確定波峰位置的步驟之前還包括判斷所述下降計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)值是否大于最大下降計(jì)數(shù)值;當(dāng)所述下降計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)值大于所述最大下降計(jì)數(shù)值時(shí),定位所述系統(tǒng)狀態(tài)為完成狀態(tài),則,所述根據(jù)所述系統(tǒng)狀態(tài)確定波峰位置的步驟具體為根據(jù)所述結(jié)束時(shí)間確定波峰位置。 在本發(fā)明的再一實(shí)施例中,所述波峰尋找方法還包括當(dāng)所述波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)大于所述波形數(shù)據(jù)的上次數(shù)據(jù)時(shí),定位所述系統(tǒng)狀態(tài)為上升狀態(tài);判斷所述波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)是否大于最大波峰數(shù)據(jù);當(dāng)所述波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)大于最大波峰數(shù)據(jù)時(shí),將所述當(dāng)前數(shù)據(jù)記錄為最大波峰數(shù)據(jù),將所述當(dāng)前數(shù)據(jù)的當(dāng)前時(shí)間記錄為起始時(shí)間,將所述下降計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)值清零,貝U,所述根據(jù)所述結(jié)束時(shí)間確定波峰位置的步驟具體為根據(jù)所述結(jié)束時(shí)間以及所述起始時(shí)間定位波峰。 較佳地,所述根據(jù)所述結(jié)束時(shí)間以及所述起始時(shí)間定位波峰的步驟具體為當(dāng)所述結(jié)束時(shí)間為零時(shí),將所述起始時(shí)間設(shè)置為波峰出現(xiàn)時(shí)間;當(dāng)所述結(jié)束時(shí)間不為零時(shí),將所述起始時(shí)間和所述結(jié)束時(shí)間的平均值設(shè)置為波峰出現(xiàn)時(shí)間。 在本發(fā)明的又一實(shí)施例中,所述波峰尋找方法還包括當(dāng)所述波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)等于所述波形數(shù)據(jù)的上次數(shù)據(jù)時(shí),定位所述系統(tǒng)狀態(tài)為平穩(wěn)狀態(tài);判斷所述波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)是否大于最大波峰數(shù)據(jù);當(dāng)所述波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)大于最大波峰數(shù)據(jù)時(shí),將所述當(dāng)前數(shù)據(jù)記錄為最大波峰數(shù)據(jù),將所述當(dāng)前數(shù)據(jù)的當(dāng)前時(shí)間記錄為起始時(shí)間。 本發(fā)明還提供了一種波峰尋找系統(tǒng),所述波峰尋找包括波形數(shù)據(jù)采集模塊、系統(tǒng)狀態(tài)定位模塊以及波峰位置確定模塊。所述波形數(shù)據(jù)采集模塊用于采集輸入的波形數(shù)據(jù);所述系統(tǒng)狀態(tài)定位模塊用于根據(jù)所述波形數(shù)據(jù)采集模塊采集的波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)和上次數(shù)據(jù)定位系統(tǒng)狀態(tài);所述波峰位置確定模塊用于根據(jù)所述系統(tǒng)狀態(tài)定位模塊定位的系統(tǒng)狀態(tài)確定波峰位置。 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中,所述系統(tǒng)狀態(tài)定位模塊包括數(shù)據(jù)閥值比較判斷單元、接受選擇單元、上次-當(dāng)前數(shù)據(jù)比較判斷單元以及系統(tǒng)狀態(tài)定位單元。所述數(shù)據(jù)閥值比較判斷單元用于判斷所述波形數(shù)據(jù)采集模塊采集的波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)以及上次數(shù)據(jù)是否大于開啟閥值。所述接受選擇單元用于當(dāng)所述數(shù)據(jù)閥值比較判斷單元判斷波形數(shù)據(jù)上次數(shù)據(jù)大于所述開啟閥值并且所述當(dāng)前數(shù)據(jù)小于所述開啟閥值時(shí),判斷是否接受峰值;所述上次-當(dāng)前數(shù)據(jù)比較判斷單元用于當(dāng)所述數(shù)據(jù)閥值比較判斷單元判斷波形數(shù)據(jù)的上次數(shù)據(jù)和當(dāng)前數(shù)據(jù)均大于所述開啟閥值時(shí),判斷所述波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)是否大于所述波形數(shù)據(jù)的上次數(shù)據(jù);所述系統(tǒng)狀態(tài)定位單元用于根據(jù)所述上次-當(dāng)前數(shù)據(jù)比較判斷單元的判斷結(jié)果定位系統(tǒng)狀態(tài)。 綜上所述,本發(fā)明的波峰尋找方法和波峰尋找系統(tǒng)根據(jù)所述波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)和上次數(shù)據(jù)定位系統(tǒng)狀態(tài)從而確定波峰位置,所述系統(tǒng)狀態(tài)實(shí)時(shí)跟蹤并定位輸入的波形,因此在尋找波峰過程中無需消耗內(nèi)存來存儲(chǔ)一個(gè)周期的數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)波峰尋找的指令少,節(jié)省了大量存儲(chǔ)空間和波形分析時(shí)間,尋找波峰速度快、精度高。
圖1為本發(fā)明波峰尋找方法第一實(shí)施例的流程圖。 圖2為本發(fā)明波峰尋找方法第二實(shí)施例的流程圖。 圖3為圖2所示波峰尋找方法的系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換示意圖。 圖4為本發(fā)明波峰尋找系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。 圖5為圖4所示波峰尋找系統(tǒng)的系統(tǒng)狀態(tài)定位模塊的結(jié)構(gòu)框圖。 圖6為圖5所示系統(tǒng)狀態(tài)定位模塊的系統(tǒng)狀態(tài)定位單元的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例,附圖中類似的元件標(biāo)號(hào)代表類似的元件。如上所述,本發(fā)明波峰尋找方法和波峰尋找系統(tǒng)無需大量存儲(chǔ)空間和眾多指令周期,尋峰精度高。下面將詳細(xì)闡述。 圖1為本發(fā)明波峰尋找方法的流程圖。如圖1所示,所述峰尋找方法包括如下步驟 步驟S10 :采集輸入的波形數(shù)據(jù);
0028] 步驟S20 :判斷所述波形數(shù)據(jù)的上次數(shù)據(jù)是否大于開啟閥值(所述開啟閥值可以根據(jù)實(shí)際環(huán)境動(dòng)態(tài)地設(shè)置。所述判斷步驟是為了過濾掉系統(tǒng)由于電源,布線等產(chǎn)生的系統(tǒng)干擾),當(dāng)所述波形數(shù)據(jù)的上次數(shù)據(jù)小于所述開啟閥值時(shí)(這里所述上次數(shù)據(jù)可以認(rèn)為是來自外界的干擾,因此對(duì)所述上次數(shù)據(jù)不予分析,系統(tǒng)工作在初始狀態(tài)),轉(zhuǎn)步驟S100,當(dāng)所述波形數(shù)據(jù)的上次數(shù)據(jù)大于所述開啟閥值時(shí),繼續(xù)步驟S300;
步驟S300根據(jù)所述波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)和上次數(shù)據(jù)定位系統(tǒng)狀態(tài)(此時(shí)系統(tǒng)開始分析數(shù)據(jù),工作在尋峰狀態(tài)); 步驟S400根據(jù)所述系統(tǒng)狀態(tài)確定波峰位置。
由上可以看出,本實(shí)施例波峰尋找方法根據(jù)所述波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)和上次數(shù)據(jù)定位系統(tǒng)狀態(tài)從而確定波峰位置,因此無需消耗內(nèi)存來存儲(chǔ)一個(gè)周期的數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)波峰尋找的指令少,節(jié)省了大量存儲(chǔ)空間和波形分析時(shí)間,尋找波峰速度快、精度高。
圖2為本發(fā)明波峰尋找方法第二實(shí)施例的流程圖。
步驟S100 :采集輸入的波形數(shù)據(jù); 步驟S200:判斷所述波形數(shù)據(jù)的上次數(shù)據(jù)是否大于開啟閥值,當(dāng)所述波形數(shù)據(jù)的上次數(shù)據(jù)大于所述開啟閥值時(shí),繼續(xù)步驟S300,當(dāng)所述波形數(shù)據(jù)的上次數(shù)據(jù)小于所述開啟閥值時(shí),轉(zhuǎn)步驟SIOO,; 步驟S300:判斷所述波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)是否小于所述開啟閥值,當(dāng)所述波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)小于所述開啟閥值時(shí),繼續(xù)步驟S411,當(dāng)所述波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)大于所述開啟閥值時(shí),轉(zhuǎn)步驟S421; 步驟S411 :定位所述系統(tǒng)狀態(tài)為非初始狀態(tài)(說明系統(tǒng)產(chǎn)生了周期較短的波形); 步驟S412 :選擇是否接受峰值(這里可以根據(jù)實(shí)際情況選擇是否接受此類波形,比如可以通過采樣的數(shù)據(jù)大小判斷是來自系統(tǒng)的雜波還是由于傳感器發(fā)生形變產(chǎn)生的波形),當(dāng)選擇接收所述峰值時(shí),繼續(xù)步驟S413,當(dāng)選擇不接收所述峰值,轉(zhuǎn)步驟
S100 ; 步驟S413 :根據(jù)所述當(dāng)前數(shù)據(jù)和所述上次數(shù)據(jù)確定波峰位置;
步驟S421 :判斷所述波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)是否小于所述波形數(shù)據(jù)的上次數(shù)據(jù),當(dāng)所述波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)大于所述波形數(shù)據(jù)的上次數(shù)據(jù)時(shí)(說明產(chǎn)生了上升沿),繼續(xù)步驟S511,當(dāng)所述波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)等于所述波形數(shù)據(jù)的上次數(shù)據(jù)時(shí),轉(zhuǎn)步驟S521,當(dāng)所述波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)小于所述波形數(shù)據(jù)的上次數(shù)據(jù)時(shí)(說明產(chǎn)生了下降沿),轉(zhuǎn)步驟S531 ; 步驟S511 :定位所述系統(tǒng)狀態(tài)為上升狀態(tài); 步驟S512:判斷所述波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)是否大于最大波峰數(shù)據(jù),當(dāng)所述波形
數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)大于最大波峰數(shù)據(jù)時(shí),繼續(xù)步驟S513,否則轉(zhuǎn)步驟S100; 步驟S513:將所述當(dāng)前數(shù)據(jù)記錄為最大波峰數(shù)據(jù),將所述當(dāng)前數(shù)據(jù)的當(dāng)前時(shí)間
記錄為起始時(shí)間,將下降計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)值清零,轉(zhuǎn)步驟S100;
步驟S521 :定位所述系統(tǒng)狀態(tài)為平穩(wěn)狀態(tài); 步驟S522:判斷所述波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)是否大于最大波峰數(shù)據(jù),當(dāng)所述波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)大于最大波峰數(shù)據(jù)時(shí),繼續(xù)步驟S523,否則步驟S100;
步驟S523:將所述當(dāng)前數(shù)據(jù)記錄為最大波峰數(shù)據(jù),將所述當(dāng)前數(shù)據(jù)的當(dāng)前時(shí)間記錄為起始時(shí)間,轉(zhuǎn)步驟S100; 步驟S531:定位所述系統(tǒng)狀態(tài)為下降狀態(tài),并進(jìn)行下降計(jì)數(shù), 步驟S532:判斷所述上次數(shù)據(jù)是否等于最大波峰數(shù)據(jù),當(dāng)所述上次數(shù)據(jù)等于所
述最大波峰數(shù)據(jù)時(shí),繼續(xù)步驟S533,否則轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)步驟S100; 步驟S533 :將所述當(dāng)前數(shù)據(jù)的當(dāng)前時(shí)間記錄為結(jié)束時(shí)間; 步驟S534:判斷所述下降計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)值是否大于最大下降計(jì)數(shù)值,當(dāng)所述下降計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)值大于所述最大下降計(jì)數(shù)值時(shí),繼續(xù)步驟S535,否則轉(zhuǎn)步驟S100;
步驟S535 :定位所述系統(tǒng)狀態(tài)為完成狀態(tài); 步驟S536:置位相應(yīng)標(biāo)志位通知系統(tǒng)找到波峰,根據(jù)所述結(jié)束時(shí)間以及所述起始時(shí)間定位波峰。 其中,所述步驟S536具體為當(dāng)所述結(jié)束時(shí)間為零時(shí)(說明采集到了尖峰),將所述起始時(shí)間設(shè)置為波峰出現(xiàn)時(shí)間;當(dāng)所述結(jié)束時(shí)間不為零時(shí)(說明采集到了平峰),將所述起始時(shí)間和所述結(jié)束時(shí)間的平均值設(shè)置為波峰出現(xiàn)時(shí)間。 由上可以看出,本實(shí)施例波峰尋找方法通過系統(tǒng)狀態(tài)來實(shí)時(shí)跟蹤并定位輸入的波形,通過系統(tǒng)狀態(tài)(初始狀態(tài)、上升狀態(tài)、平穩(wěn)狀態(tài)、下降狀態(tài)、完成狀態(tài))的轉(zhuǎn)換,使系統(tǒng)始終與當(dāng)前狀態(tài)同步。本方法實(shí)時(shí)記錄最大波峰數(shù)據(jù)、起始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間以及下降次數(shù)。當(dāng)當(dāng)前數(shù)據(jù)為最大值時(shí),更新最大波峰數(shù)據(jù)和起始時(shí)間;當(dāng)上次數(shù)據(jù)為最大波峰數(shù)據(jù)并且當(dāng)前采樣值小于上次采樣值時(shí),更新結(jié)束時(shí)間,這樣就使系統(tǒng)狀態(tài)隨著波形同步變化。當(dāng)當(dāng)前采樣值小于上次采樣值時(shí),更新下降次數(shù)。本發(fā)明通過設(shè)置所述下降次數(shù)的最大下降計(jì)數(shù)值可以控制波形分析的分辨率,實(shí)現(xiàn)自定義解調(diào)精度。例如系統(tǒng)中有相隔很近的波峰時(shí)候,可以通過減小所述最大下降計(jì)數(shù)值來提高分析精度。
圖3為圖2所示波峰尋找方法的系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換示意圖。如圖所示,系統(tǒng)狀態(tài)可以是當(dāng)當(dāng)前數(shù)據(jù)小于開啟閥值時(shí),系統(tǒng)從初始狀態(tài)轉(zhuǎn)換到初始狀態(tài),如圖中箭頭20所示。在初始狀態(tài)時(shí),當(dāng)當(dāng)前數(shù)據(jù)大于上次數(shù)據(jù)時(shí),系統(tǒng)從初始狀態(tài)轉(zhuǎn)換到上升狀態(tài),如圖中箭頭21所示。在上升狀態(tài)時(shí),當(dāng)當(dāng)前數(shù)據(jù)大于上次數(shù)據(jù)時(shí),系統(tǒng)從上升狀態(tài)轉(zhuǎn)換到上升狀態(tài),如圖中箭頭22所示。在上升狀態(tài)時(shí),當(dāng)當(dāng)前數(shù)據(jù)等于上次數(shù)據(jù)時(shí),系統(tǒng)從上升狀態(tài)轉(zhuǎn)換到平穩(wěn)狀態(tài),如圖中箭頭23所示。在上升狀態(tài)時(shí),當(dāng)當(dāng)前數(shù)據(jù)小于上次數(shù)據(jù)時(shí),系統(tǒng)從上升狀態(tài)轉(zhuǎn)換到下降狀態(tài),如圖中箭頭24所示。在平穩(wěn)狀態(tài)時(shí),當(dāng)當(dāng)前數(shù)據(jù)等于上次數(shù)據(jù)時(shí),系統(tǒng)從平穩(wěn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換到平穩(wěn)狀態(tài),如圖中箭頭25所示。在平穩(wěn)狀態(tài)時(shí),當(dāng)當(dāng)前數(shù)據(jù)大于上次數(shù)據(jù)時(shí),系統(tǒng)從平穩(wěn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換到上升狀態(tài),如圖中箭頭26所示。在平穩(wěn)狀態(tài)時(shí),當(dāng)當(dāng)前數(shù)據(jù)小于上次數(shù)據(jù)時(shí),系統(tǒng)從平穩(wěn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換到下降狀態(tài),如圖中箭頭27所示。在下降狀態(tài)時(shí),當(dāng)當(dāng)前數(shù)據(jù)大于上次數(shù)據(jù)時(shí),系統(tǒng)從下降狀態(tài)轉(zhuǎn)換到上升狀態(tài),如圖中箭頭28所示。在下降狀態(tài)時(shí),當(dāng)當(dāng)前數(shù)據(jù)等于上次數(shù)據(jù)時(shí),系統(tǒng)從下降狀態(tài)轉(zhuǎn)換到平穩(wěn)狀態(tài),如圖中箭頭29所示。在下降狀態(tài)時(shí),當(dāng)當(dāng)前數(shù)據(jù)小于上次數(shù)據(jù)時(shí),系統(tǒng)從下降狀態(tài)轉(zhuǎn)換到下降狀態(tài),如圖中箭頭30所示。在下降狀態(tài)時(shí),當(dāng)下降計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)值大于最大下降計(jì)數(shù)值時(shí),系統(tǒng)從下降狀態(tài)轉(zhuǎn)換到完成狀態(tài),如圖中箭頭31所示。在完成狀態(tài)時(shí),需要繼續(xù)尋找波峰時(shí),系統(tǒng)從完成狀態(tài)轉(zhuǎn)換到初始狀態(tài),如圖中箭頭32所示。 圖4為本發(fā)明波峰尋找系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。所述波峰尋找系統(tǒng)包括波形數(shù)據(jù)采集模塊100、系統(tǒng)狀態(tài)定位模塊200以及波峰位置確定模塊300。所述波形數(shù)據(jù)采集模塊IOO用于采集輸入的波形數(shù)據(jù);所述系統(tǒng)狀態(tài)定位模塊200用于根據(jù)所述波形數(shù)據(jù)采集模塊100采集的波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)和上次數(shù)據(jù)定位系統(tǒng)狀態(tài);所述波峰位置確定模塊300用于根據(jù)所述系統(tǒng)狀態(tài)定位模塊200定位的系統(tǒng)狀態(tài)確定波峰位置。 其中,如圖4所示,所述系統(tǒng)狀態(tài)定位模塊200包括數(shù)據(jù)閥值比較判斷單元210、接受選擇子單元220、上次-當(dāng)前數(shù)據(jù)比較判斷單元230和系統(tǒng)狀態(tài)定位單元240。
所述數(shù)據(jù)閥值比較判斷單元210用于判斷所述波形數(shù)據(jù)采集模塊100采集的波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)以及上次數(shù)據(jù)是否大于開啟閥值。所述開啟閥值可以根據(jù)實(shí)際環(huán)境動(dòng)態(tài) 地設(shè)置。所述數(shù)據(jù)閥值比較判斷單元210對(duì)所述上次數(shù)據(jù)的判斷是為了過濾掉系統(tǒng)由于 電源,布線等產(chǎn)生的系統(tǒng)干擾,當(dāng)所述數(shù)據(jù)閥值比較判斷單元210判斷所述波形數(shù)據(jù)的 上次數(shù)據(jù)小于所述開啟閥值時(shí),這里所述上次數(shù)據(jù)可以認(rèn)為是來自外界的干擾,因此對(duì) 所述上次數(shù)據(jù)不予分析,系統(tǒng)工作在初始狀態(tài),繼續(xù)輸入數(shù)據(jù)。當(dāng)所述數(shù)據(jù)閥值比較判 斷單元210判斷所述波形數(shù)據(jù)的上次數(shù)據(jù)大于所述開啟閥值時(shí),系統(tǒng)開始分析數(shù)據(jù),根 據(jù)所述波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)和上次數(shù)據(jù)定位系統(tǒng)狀態(tài),工作在尋峰狀態(tài)。
所述接受選擇單元220用于當(dāng)所述所述數(shù)據(jù)閥值比較判斷單元210判斷所述上次 數(shù)據(jù)大于所述開啟閥值并且所述當(dāng)前數(shù)據(jù)小于所述開啟閥值時(shí),定位所述系統(tǒng)狀態(tài)為非 初始狀態(tài)(說明系統(tǒng)產(chǎn)生了周期較短的波形),并判斷是否接受峰值,這里可以根據(jù)實(shí)際 情況選擇是否接受此類波形,比如可以通過采樣的數(shù)據(jù)大小判斷是來自系統(tǒng)的雜波還是 由于傳感器發(fā)生形變產(chǎn)生的波形。當(dāng)選擇接收所述峰值時(shí),所述波峰位置確定模塊300 根據(jù)所述當(dāng)前數(shù)據(jù)和所述上次數(shù)據(jù)確定波峰位置。 所述上次-當(dāng)前數(shù)據(jù)比較判斷單元230用于當(dāng)所述數(shù)據(jù)閥值比較判斷單元210判 斷波形數(shù)據(jù)的上次數(shù)據(jù)和當(dāng)前數(shù)據(jù)均大于開啟閥值時(shí),判斷所述波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)是 否大于所述波形數(shù)據(jù)的上次數(shù)據(jù)。 所述系統(tǒng)狀態(tài)定位單元240用于根據(jù)所述上次-當(dāng)前數(shù)據(jù)比較判斷單元230判斷 的結(jié)果定位系統(tǒng)狀態(tài)。 在本實(shí)施例中,所述波峰尋找系統(tǒng)在所述波形數(shù)據(jù)采集模塊IOO采集數(shù)據(jù)之前 要初始化系統(tǒng),使所述系統(tǒng)位于初始狀態(tài)。另外,所述系統(tǒng)設(shè)置有上次數(shù)據(jù)寄存器和當(dāng) 前數(shù)據(jù)寄存器。所述上次數(shù)據(jù)寄存器用于保存所述波形數(shù)據(jù)采集模塊100上次采樣的數(shù) 據(jù),所述當(dāng)前數(shù)據(jù)寄存器用于保存所述波形數(shù)據(jù)采集模塊100當(dāng)前采樣的數(shù)據(jù)。在每個(gè) 采樣周期內(nèi), 一旦系統(tǒng)分析完數(shù)據(jù)并在下次采樣即將開始時(shí),所述當(dāng)前數(shù)據(jù)寄存器保存 的當(dāng)前數(shù)據(jù)的值賦給所述上次數(shù)據(jù)寄存器,使所述上次數(shù)據(jù)寄存器始終保存前次采樣的 數(shù)據(jù)。此外,所述系統(tǒng)還設(shè)置有最大波峰數(shù)據(jù)寄存器、結(jié)束時(shí)間寄存器、起始時(shí)間寄存 器和下降次數(shù)計(jì)數(shù)器。所述最大波峰數(shù)據(jù)寄存器用于保存采樣最大數(shù)值。所述結(jié)束時(shí)間 寄存器、起始時(shí)間寄存器用于保存采樣時(shí)間,所述下降次數(shù)計(jì)數(shù)器用于記錄下降次數(shù)。
詳細(xì)地,如圖6所示,所述系統(tǒng)狀態(tài)定位單元240包括當(dāng)前數(shù)據(jù)-最大波峰數(shù)據(jù) 比較判斷子單元241、第一處理子單元242、第四處理子單元246、第二處理子單元243、 上次數(shù)據(jù)-最大波峰數(shù)據(jù)比較判斷子單元244、第三處理子單元245、下降次數(shù)-最大下降 計(jì)數(shù)值比較判斷子單元247以及第五處理子單元248。 所述當(dāng)前數(shù)據(jù)-最大波峰數(shù)據(jù)比較判斷子單元241用于當(dāng)所述上次-當(dāng)前數(shù)據(jù)比 較判斷單元230判斷所述波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)大于或等于所述波形數(shù)據(jù)的上次數(shù)據(jù)時(shí), 判斷所述波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)是否大于最大波峰數(shù)據(jù)寄存器的最大波峰數(shù)據(jù)。
所述第一處理子單元242用于當(dāng)所述上次-當(dāng)前數(shù)據(jù)比較判斷單元230判斷所述 波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)大于所述波形數(shù)據(jù)的上次數(shù)據(jù)并且所述當(dāng)前數(shù)據(jù)-最大波峰數(shù)據(jù)比較 判斷子單元241判斷所述波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)大于所述最大波峰數(shù)據(jù)寄存器的最大波峰 數(shù)據(jù)時(shí),定位所述系統(tǒng)狀態(tài)為上升狀態(tài),保存所述當(dāng)前數(shù)據(jù)到所述最大值波峰數(shù)據(jù)寄存 器,保存所述當(dāng)前數(shù)據(jù)的當(dāng)前時(shí)間到所述起始時(shí)間寄存器,同時(shí)將所述下降次數(shù)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值清零, 所述第四處理子單元246用于當(dāng)所述上次-當(dāng)前數(shù)據(jù)比較判斷單元230判斷所述 波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)等于所述波形數(shù)據(jù)的上次數(shù)據(jù)并且所述當(dāng)前數(shù)據(jù)-最大波峰數(shù)據(jù)比較 判斷子單元241判斷所述波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)大于所述最大波峰數(shù)據(jù)寄存器的最大波峰 數(shù)據(jù)時(shí),定位所述系統(tǒng)狀態(tài)為穩(wěn)定狀態(tài),保存所述當(dāng)前數(shù)據(jù)到所述最大值波峰數(shù)據(jù)寄存 器,保存所述當(dāng)前數(shù)據(jù)的當(dāng)前時(shí)間到所述起始時(shí)間寄存器, 所述第二處理子單元243用于當(dāng)所述上次-當(dāng)前數(shù)據(jù)比較判斷單元230判斷所述 波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)小于所述波形數(shù)據(jù)的上次數(shù)據(jù)時(shí),定位所述系統(tǒng)狀態(tài)為下降狀態(tài), 對(duì)所述下降次數(shù)計(jì)數(shù)器進(jìn)行下降計(jì)數(shù); 所述上次數(shù)據(jù)-最大波峰數(shù)據(jù)比較判斷子單元244用于當(dāng)所述上次-當(dāng)前數(shù)據(jù)比 較判斷單元230判斷所述波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)小于所述波形數(shù)據(jù)的上次數(shù)據(jù)時(shí),判斷所 述上次數(shù)據(jù)是否等于最大波峰數(shù)據(jù); 所述第三處理子單元245用于當(dāng)所述上次數(shù)據(jù)-最大波峰數(shù)據(jù)比較判斷子單元 244判斷所述上次數(shù)據(jù)等于所述最大波峰數(shù)據(jù)時(shí),保存所述當(dāng)前數(shù)據(jù)的當(dāng)前時(shí)間到結(jié)束時(shí) 間寄存器; 所述下降次數(shù)-最大下降計(jì)數(shù)值比較判斷子單元247用于判斷所述下降次數(shù)計(jì)數(shù) 器的計(jì)數(shù)值是否大于最大下降計(jì)數(shù)值, 所述第五處理子單元248用于當(dāng)所述下降次數(shù)-最大下降計(jì)數(shù)值比較判斷子單元 247判斷所述下降次數(shù)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值大于最大下降計(jì)數(shù)值時(shí),定位所述系統(tǒng)狀態(tài)為完成 狀態(tài),并根據(jù)所述結(jié)束時(shí)間寄存器的結(jié)束時(shí)間以及所述起始時(shí)間寄存器的起始時(shí)間定位 波峰。 其中,所述第五處理子單元248定位波峰具體為當(dāng)所述結(jié)束時(shí)間為零時(shí)(說明 采集到了尖峰),將所述起始時(shí)間設(shè)置為波峰出現(xiàn)時(shí)間;當(dāng)所述結(jié)束時(shí)間不為零時(shí)(說明 采集到了平峰),將所述起始時(shí)間和所述結(jié)束時(shí)間的平均值設(shè)置為波峰出現(xiàn)時(shí)間。
由上可以看出,本實(shí)施例波峰尋找系統(tǒng)通過系統(tǒng)狀態(tài)來實(shí)時(shí)跟蹤并定位輸入的 波形,通過系統(tǒng)狀態(tài)(初始狀態(tài)、上升狀態(tài)、平穩(wěn)狀態(tài)、下降狀態(tài)、完成狀態(tài))的轉(zhuǎn)換, 使系統(tǒng)始終與當(dāng)前狀態(tài)同步,因此無需大量存儲(chǔ)空間和眾多指令周期,尋峰精度高。同 時(shí),本系統(tǒng)通過設(shè)置最大下降計(jì)數(shù)值的大小可以控制波形分析的分辨率,實(shí)現(xiàn)自定義解 調(diào)精度。 以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式,應(yīng)當(dāng)指出,對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說,在不脫離本發(fā)明原理的前提下,還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾,這些改進(jìn)和潤(rùn)飾 也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種波峰尋找方法,包括如下步驟采集輸入的波形數(shù)據(jù);根據(jù)所述波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)和上次數(shù)據(jù)定位系統(tǒng)狀態(tài);以及根據(jù)所述系統(tǒng)狀態(tài)確定波峰位置。
2. 如權(quán)利要求1所述的波峰尋找方法,其特征在于,所述采集輸入的波形數(shù)據(jù)的步驟 之后還包括判斷所述波形數(shù)據(jù)的上次數(shù)據(jù)是否大于開啟閥值,貝U,所述根據(jù)所述波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)和上次數(shù)據(jù)定位系統(tǒng)狀態(tài)的步驟具體為 當(dāng)所述波形數(shù)據(jù)的上次數(shù)據(jù)小于所述開啟閥值時(shí),繼續(xù)采集輸入的波形數(shù)據(jù);以及 當(dāng)所述波形數(shù)據(jù)的上次數(shù)據(jù)大于所述開啟閥值時(shí),根據(jù)所述波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)和 上次數(shù)據(jù)定位系統(tǒng)狀態(tài)。
3. 如權(quán)利要求2所述的波峰尋找方法,其特征在于,所述根據(jù)所述波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù) 據(jù)和上次數(shù)據(jù)定位系統(tǒng)狀態(tài)的步驟具體為判斷所述波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)是否小于所述開啟閥值;以及當(dāng)所述波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)小于所述開啟閥值時(shí),定位所述系統(tǒng)狀態(tài)為非初始狀態(tài);貝U,根據(jù)所述系統(tǒng)狀態(tài)確定波峰位置的步驟具體為 選擇是否接受峰值;以及當(dāng)選擇接收所述峰值時(shí),根據(jù)所述當(dāng)前數(shù)據(jù)和所述上次數(shù)據(jù)確定波峰位置。
4. 如權(quán)利要求2所述的波峰尋找方法,其特征在于,所述根據(jù)所述波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù) 據(jù)和上次數(shù)據(jù)定位系統(tǒng)狀態(tài)的步驟具體為判斷所述波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)是否小于所述開啟閥值;當(dāng)所述波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)大于所述開啟閥值時(shí),判斷所述波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)是 否小于所述波形數(shù)據(jù)的上次數(shù)據(jù);當(dāng)所述波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)小于所述波形數(shù)據(jù)的上次數(shù)據(jù)時(shí),定位所述系統(tǒng)狀態(tài)為 下降狀態(tài),并進(jìn)行下降計(jì)數(shù);以及判斷所述上次數(shù)據(jù)是否等于最大波峰數(shù)據(jù),當(dāng)所述上次數(shù)據(jù)等于所述最大波峰數(shù)據(jù) 時(shí),將所述當(dāng)前數(shù)據(jù)的當(dāng)前時(shí)間記錄為結(jié)束時(shí)間。
5. 如權(quán)利要求4所述的波峰尋找方法,其特征在于,所述根據(jù)所述系統(tǒng)狀態(tài)確定波峰 位置的步驟之前還包括判斷所述下降計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)值是否大于最大下降計(jì)數(shù)值;以及當(dāng)所述下降計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)值大于所述最大下降計(jì)數(shù)值時(shí),定位所述系統(tǒng)狀態(tài)為完成狀態(tài),貝U,所述根據(jù)所述系統(tǒng)狀態(tài)確定波峰位置的步驟具體為 根據(jù)所述結(jié)束時(shí)間確定波峰位置。
6. 如權(quán)利要求4所述的波峰尋找方法,其特征在于,還包括當(dāng)所述波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)大于所述波形數(shù)據(jù)的上次數(shù)據(jù)時(shí),定位所述系統(tǒng)狀態(tài)為 上升狀態(tài);判斷所述波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)是否大于最大波峰數(shù)據(jù);以及當(dāng)所述波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)大于最大波峰數(shù)據(jù)時(shí),將所述當(dāng)前數(shù)據(jù)記錄為最大波峰 數(shù)據(jù),將所述當(dāng)前數(shù)據(jù)的當(dāng)前時(shí)間記錄為起始時(shí)間,將所述下降計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)值清零, 貝U,所述根據(jù)所述結(jié)束時(shí)間確定波峰位置的步驟具體為 根據(jù)所述結(jié)束時(shí)間以及所述起始時(shí)間定位波峰。
7. 如權(quán)利要求6所述的波峰尋找方法,其特征在于,所述根據(jù)所述結(jié)束時(shí)間以及所述 起始時(shí)間定位波峰的步驟具體為當(dāng)所述結(jié)束時(shí)間為零時(shí),將所述起始時(shí)間設(shè)置為波峰出現(xiàn)時(shí)間;以及 當(dāng)所述結(jié)束時(shí)間不為零時(shí),將所述起始時(shí)間和所述結(jié)束時(shí)間的平均值設(shè)置為波峰出 現(xiàn)時(shí)間。
8. 如權(quán)利要求4所述的波峰尋找方法,其特征在于,還包括當(dāng)所述波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)等于所述波形數(shù)據(jù)的上次數(shù)據(jù)時(shí),定位所述系統(tǒng)狀態(tài)為 平穩(wěn)狀態(tài);判斷所述波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)是否大于最大波峰數(shù)據(jù);以及當(dāng)所述波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)大于最大波峰數(shù)據(jù)時(shí),將所述當(dāng)前數(shù)據(jù)記錄為最大波峰 數(shù)據(jù),將所述當(dāng)前數(shù)據(jù)的當(dāng)前時(shí)間記錄為起始時(shí)間。
9. 一種波峰尋找系統(tǒng),包括 波形數(shù)據(jù)采集模塊,用于采集輸入的波形數(shù)據(jù);系統(tǒng)狀態(tài)定位模塊,用于根據(jù)所述波形數(shù)據(jù)采集模塊采集的波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)和 上次數(shù)據(jù)定位系統(tǒng)狀態(tài);以及波峰位置確定模塊,用于根據(jù)所述系統(tǒng)狀態(tài)定位模塊定位的系統(tǒng)狀態(tài)確定波峰位置。
10. 如權(quán)利要去9所述的波峰尋找系統(tǒng),其特征在于,所述系統(tǒng)狀態(tài)定位模塊包括 數(shù)據(jù)閥值比較判斷單元,用于判斷所述波形數(shù)據(jù)采集模塊采集的波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)以及上次數(shù)據(jù)是否大于開啟閥值,接受選擇單元,用于當(dāng)所述數(shù)據(jù)閥值比較判斷單元判斷波形數(shù)據(jù)上次數(shù)據(jù)大于所述 開啟閥值并且所述當(dāng)前數(shù)據(jù)小于所述開啟閥值時(shí),判斷是否接受峰值;上次-當(dāng)前數(shù)據(jù)比較判斷單元,用于當(dāng)所述數(shù)據(jù)閥值比較判斷單元判斷波形數(shù)據(jù)的上 次數(shù)據(jù)和當(dāng)前數(shù)據(jù)均大于所述開啟閥值時(shí),判斷所述波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)是否大于所述 波形數(shù)據(jù)的上次數(shù)據(jù);以及系統(tǒng)狀態(tài)定位單元,用于根據(jù)所述上次-當(dāng)前數(shù)據(jù)比較判斷單元的判斷結(jié)果定位系統(tǒng) 狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種波峰尋找方法,所述波峰尋找方法包括如下步驟采集輸入的波形數(shù)據(jù);根據(jù)所述波形數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)和上次數(shù)據(jù)定位系統(tǒng)狀態(tài);以及根據(jù)所述系統(tǒng)狀態(tài)確定波峰位置。本發(fā)明波峰尋找方法無需大量存儲(chǔ)空間和眾多指令周期,尋峰精度高。本發(fā)明同時(shí)公開了一種波峰尋找系統(tǒng)。
文檔編號(hào)H04B10/12GK101692149SQ20091027230
公開日2010年4月7日 申請(qǐng)日期2009年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月30日
發(fā)明者周祖德, 李方敏, 王歡, 程松林 申請(qǐng)人:武漢理工大學(xué)