一种高效实时处理多通道通断数据的方法与流程

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1.本发明属于测控技术领域，具体涉及一种高效实时处理多通道通断数据的方法。

背景技术：

2.在目标表面布设大量数目的光纤\金属丝，实时检测光纤\金属丝传输的光\电信号的通断情况，是目标损伤位置、损伤尺寸等测量领域的一种基本方法，采用这种测量方法，往往需对数百甚至更多通道的通断数据进行实时采集和处理。因此，高效实时处理大量通道的通断数据对获取目标损伤位置、尺寸等关键参数具有重要价值，特别是针对空间应用等平台，这种多通道通断数据还需进行遥测传输，由于遥测传输速率有限，极有必要对通断测量数据进行高效简化，以实现极高的数据处理实时性和极小的输出数据量。
3.一般而言，数据采样率越高，数据处理实时性也越高，对应的数据量也越大。如采样率为1khz，则表示获取一次数据的时间为1毫秒(10-3
s)，假定采样通道为500个，每通道采样精度仅为1bit(开关量，“0”、“1”状态表示即可)，则每秒产生的测量数据量为1000
×
500
×
1bit＝0.5(mb)；采样率为1mhz，则表示获取一次数据的时间为1微秒(10-6
s)，同样情况下每秒产生的测量数据量为106×
500
×
1＝500(mb)；采样率为1ghz，则表示获取一次数据的时间为1纳秒(10-9
s)，同样情况下每秒产生的测量数据量为109×
500
×
1＝500(gb)。因此，可以看出，当数据实时性要求较高时，产生的数据量会非常大，直接对产生的大量测量数据进行存储处理将付出极高的代价，且难以满足需要进行数据传输的应用场合。
4.当前，亟需发展一种高效实时处理多通道通断数据的方法。

技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是提供一种高效实时处理多通道通断数据的方法。
6.本发明的高效实时处理多通道通断数据的方法，包括一下步骤：
7.s10.设置采样频率
8.根据数据处理的实时性要求，设定通断数据采样频率或者检测频率；
9.s20.识别通断数据
10.根据采样数据，采用阈值判别方法检测识别全部通道数据是否发生通断；
11.s30.提取测量数据
12.根据通道数据的通断识别情况，对测量数据进行提取处理；
13.当全部通道数据无通断变化时，不对通道数据进行后续记录、编码等处理；当部分或全部通道数据出现通断变化时，即时提取出发生数据通断变化的通道编号和变化时间，并进行记录、编码等后续处理。
14.进一步地，所述的步骤s20的阈值判别方法，包括以下步骤：
15.s21.设定高电平值和低电平值
16.当采样到的电压数值高于设定的高电平值，则认为通道传输为高电平，当采样到的数据数值低于设定的低电平值，则认为通道传输为低电平；
17.s22.设定高电平值和低电平值的持续时间
18.根据采样频率或者检测频率，设置高电平值和低电平值的持续时间为10倍的采样周期或者检测周期；
19.s23.判断通道数据是否发生通断变化
20.当且仅当某个通道数据在持续时间内一直高于高电平值或者低于电平值，就确认此通道数据发生通断变化。
21.本发明的高效实时处理多通道通断数据的方法在高速识别多通道数据通断情况的基础上，不对未发生通断变化的数据进行后续处理，仅实时提取处理发生数据通断变化的通道编号和通断时间，既保证了数据处理的高实时特性，也有效减少了测量数据量。
22.本发明的高效实时处理多通道通断数据的方法有效解除了测量数据与数据采样率之间的强关联，使测量数据量并不随着数据采样率的增加而增大，既能实现高采样率情况下数据处理的极高实时性，也能保证极小的测量数据量，特别适合应用于数据通道多、数据处理实时性要求高、输出数据量要求小的场合。
具体实施方式
23.下面结合实施例详细说明本发明。
24.以处理500通道的通断数据为例，一种较为典型的应用是每个通道传输的信号在毫秒量级内(如1ms)，均可能发生一次由“通”到“断”的变化，测量过程中要求在特定时间内(如100ns)识别出所有通道是否发生通断变化，且通断时间判别误差不超过特定值(如不超过100ns)。
25.针对这种应用需求，常规的处理方式有以下两种对比例：
26.对比例1
27.对每一通道数据进行高速采样处理；如采样精度为8bit(通道数据的量化精度)，采样率10mbps时，1s内产生的数据量达10mbit/s
×
8bit
×
500＝40000(mb)；
28.对比例2
29.仅对每一通道数据对应的高低电平状态进行高速采样处理，仅用1bit表示每一通道的高低电平状态(相当于采样精度1bit)，采样率10mbps时，1s内产生的数据量达10mbit/s
×
1bit
×
500＝5000(mb)。
30.采用本发明的高效实时处理多通道通断数据的方法有以下实施例1：
31.实施例1
32.本发明的高效实时处理多通道通断数据的方法，要求检测周期时间(或时间识别精度)不低于0.1微秒(10-7
s)，则采样频率或检测频率不低于10mhz。设定高电平值为3.5v，设定低电平值为0.25v，高电平1微秒才判定为高电平，低电平持续1微秒才判定为低电平等，以消除突发脉冲宽度小于持续时间长度1微秒的干扰的影响。一旦通道数据出现高低电平变化，则判定通道数据出现通断变化，即时提取出发生数据通断变化的通道编号和变化时间，采用9bit表征通道编号，采用14bit表征通断时间，则1s内产生的最大数据量(9bit+14bit)
×
500＝0.0115(mb)。
33.可见，实施例1有效解除了测量数据与数据采样率之间的强关联，使测量数据量并不随着数据采样率的增加而增大，既能实现高采样率情况下数据处理的极高实时性，也能
保证极小的测量数据量。
34.本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合,以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

技术特征：

1.一种高效实时处理多通道通断数据的方法，其特征在于，包括一下步骤：s10.设置采样频率根据数据处理的实时性要求，设定通断数据采样频率或者检测频率；s20.识别通断数据根据采样数据，采用阈值判别方法检测识别全部通道数据是否发生通断；s30.提取测量数据根据通道数据的通断识别情况，对测量数据进行提取处理；当全部通道数据无通断变化时，不对通道数据进行后续记录、编码等处理；当部分或全部通道数据出现通断变化时，即时提取出发生数据通断变化的通道编号和变化时间，并进行记录、编码等后续处理。2.根据权利要求1所述的高效实时处理多通道通断数据的方法，其特征在于，所述的步骤s20的阈值判别方法，包括以下步骤：s21.设定高电平值和低电平值当采样到的电压数值高于设定的高电平值，则认为通道传输为高电平，当采样到的数据数值低于设定的低电平值，则认为通道传输为低电平；s22.设定高电平值和低电平值的持续时间根据采样频率或者检测频率，设置高电平值和低电平值的持续时间为10倍的采样周期或者检测周期；s23.判断通道数据是否发生通断变化当且仅当某个通道数据在持续时间内一直高于高电平值或者低于电平值，就确认此通道数据发生通断变化。

技术总结

本发明属于测控技术领域，公开了一种高效实时处理多通道通断数据的方法。本发明的高效实时处理多通道通断数据的方法包括设置采样频率、识别通断数据、提取测量数据。本发明的高效实时处理多通道通断数据的方法在高速识别多通道数据通断情况的基础上，不对未发生通断变化的数据进行后续处理，仅实时提取处理发生数据通断变化的通道编号和通断时间，既保证了数据处理的高实时特性，也有效减少了测量数据量，特别适合应用于数据通道多、数据处理实时性要求高、输出数据量要求小的场合。输出数据量要求小的场合。