本發(fā)明屬于電力設(shè)備，更具體地，涉及一種模擬量采樣源端數(shù)據(jù)糾錯防誤系統(tǒng)與方法。

背景技術(shù)：

1、眾所周知，電子計算機(jī)對于物理世界信息的處理均在二進(jìn)制數(shù)字方式下進(jìn)行，而物理世界信息諸如溫度、壓力、振動、電流等都是模擬量，不能由電子計算機(jī)直接處理，必須轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；模擬量信號通過模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(adc)變換成數(shù)字信號，然后由電子計算機(jī)軟件進(jìn)行處理，實現(xiàn)對物理世界的感知、測量、控制等高級應(yīng)用功能，因此在現(xiàn)實世界中adc芯片被大量運用；adc芯片完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后，一般由cpu、dsp、mcu、fpga等接口芯片從adc的數(shù)字接口讀取采樣信號；很多應(yīng)用場景對于采樣數(shù)據(jù)的可用性是有要求的，比如在電力繼電保護(hù)設(shè)備中，采樣數(shù)據(jù)直接用于對電力設(shè)備故障的切除，防止電力系統(tǒng)發(fā)生大面積停電等事故；若采樣數(shù)據(jù)在adc芯片輸出過程中發(fā)生錯誤，將會導(dǎo)致嚴(yán)重后果。

2、實際應(yīng)用中，adc芯片與接口芯片組成的系統(tǒng)運行在高溫、濕熱，或者存在靜電干擾等復(fù)雜電磁環(huán)境下，adc芯片輸出的個別數(shù)據(jù)在傳輸過程某一時刻中可能受到環(huán)境影響而被破壞，這種偶然發(fā)生的錯誤不易被計算機(jī)軟件感知，可能導(dǎo)致軟件運算或邏輯處理結(jié)果出錯；為感知這種錯誤，目前采用的方法有：(1)對于adc輸入固定量，基于預(yù)設(shè)閾值比較進(jìn)行異常檢測；(2)對于adc輸入變化量，通過獲取多次不同采樣時刻的采樣數(shù)據(jù)，基于特定算法進(jìn)行異常檢測。

3、論文《自主可控的新一代智能變電站二次保護(hù)裝置數(shù)據(jù)采集可靠性實時檢測技術(shù)研究及應(yīng)用》，王曉麗、張改杰、趙維毅，2020年第11期，《電力自動化》，檢測adc輸出數(shù)據(jù)是否異常的方法是：在adc第八通道接入固定電壓，并設(shè)定第八通道輸出的采樣閾值，將adc輸出的第八通道采樣數(shù)據(jù)與閾值相比較，判斷第八通道采樣是否存在異常。該論文以預(yù)設(shè)adc輸入為固定值為前提，只能以靜態(tài)方式實施，無法適應(yīng)動態(tài)變化的adc輸入，不具備普適性。

4、cn202010885073.9公開了一種采樣數(shù)據(jù)的異常檢測方法，包括設(shè)置兩套相同的采樣電路對同一數(shù)據(jù)源進(jìn)行采樣，每套電路均含有adc芯片，首先計算當(dāng)前第一采樣數(shù)據(jù)和當(dāng)前第二采樣數(shù)據(jù)的絕對誤差值，當(dāng)絕對誤差值大于預(yù)設(shè)閾值時，再計算當(dāng)前第一采樣數(shù)據(jù)和當(dāng)前第二采樣數(shù)據(jù)的相對誤差值，與第一采樣數(shù)據(jù)的浮動閾值相比較，判斷當(dāng)前采樣數(shù)據(jù)是否異常。該專利必須采用兩套采樣系統(tǒng)才能實現(xiàn)錯誤數(shù)據(jù)的識別，并且無法對錯誤數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)。

5、cn201611216036.9公開了一種智能變電站保護(hù)裝置單點采樣異常大數(shù)防誤處理方法，包括判斷采樣數(shù)據(jù)是否大于預(yù)設(shè)門檻值，若大于門檻值，則基于特定公式將當(dāng)前采樣值與相鄰的前后兩個采樣周期的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，判斷當(dāng)前采樣數(shù)據(jù)是否異常。該專利無法對錯誤數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)。因此，亟需一種源端數(shù)據(jù)檢測及糾錯來實現(xiàn)采樣源端錯誤數(shù)據(jù)的檢測及恢復(fù)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種模擬量采樣源端糾錯防誤系統(tǒng)，提供支持雙通道輸出的adc芯片、adc數(shù)字接口模塊、錯誤數(shù)據(jù)檢測及恢復(fù)模塊；adc芯片通過雙通道傳輸內(nèi)容相同、順序不同的數(shù)據(jù)，adc數(shù)字接口模塊接收這些數(shù)據(jù)后進(jìn)行數(shù)據(jù)重新排序處理，錯誤數(shù)據(jù)檢測及恢復(fù)模塊對重新排序的數(shù)據(jù)進(jìn)行錯誤檢測，并根據(jù)檢測結(jié)果完成數(shù)據(jù)恢復(fù)。

2、為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明具體采用如下的技術(shù)方案。

3、一種模擬量采樣源端數(shù)據(jù)糾錯防誤系統(tǒng)，包括adc芯片、adc數(shù)字接口模塊和錯誤數(shù)據(jù)檢測及恢復(fù)模塊；

4、adc芯片通過數(shù)據(jù)輸出通道與adc數(shù)字接口模塊相連，用于將采集的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并輸入至adc數(shù)字接口模塊；

5、adc數(shù)字接口模塊與adc芯片和錯誤數(shù)據(jù)檢測及恢復(fù)模塊相連，將從adc芯片的adc數(shù)據(jù)輸出通道讀取的兩組內(nèi)容相同但排序不同的數(shù)字采樣信號，通過兩個獨立的接口數(shù)據(jù)輸出通道將每一不同排序的數(shù)字采樣信號重復(fù)發(fā)送至錯誤數(shù)據(jù)檢測及恢復(fù)模塊；

6、錯誤數(shù)據(jù)檢測及恢復(fù)模塊對兩個接口數(shù)據(jù)輸出通道分別上傳的數(shù)字采樣信號進(jìn)行檢錯和/或恢復(fù)處理，將恢復(fù)后的正確數(shù)字采樣信號傳送至對應(yīng)的應(yīng)用功能模塊。

7、所述adc芯片的數(shù)字接口定義2個adc數(shù)據(jù)輸出通道，包括第一adc數(shù)據(jù)輸出通道和第二adc數(shù)據(jù)輸出通道，每個adc數(shù)據(jù)輸出通道獨立向adc數(shù)字接口模塊輸出內(nèi)容相同、順序不同的數(shù)字信號。

8、所述錯誤數(shù)據(jù)檢測及恢復(fù)模塊包括數(shù)據(jù)檢測單元和數(shù)據(jù)恢復(fù)單元。

9、所述數(shù)據(jù)檢測單元，用于檢測第一adc數(shù)據(jù)輸出通道輸出的數(shù)據(jù)與第二adc數(shù)據(jù)輸出通道輸出的數(shù)據(jù)是否相同。

10、所述數(shù)據(jù)恢復(fù)單元，用于恢復(fù)錯誤數(shù)據(jù)、輸出正確數(shù)據(jù)以及發(fā)出錯誤報警。

11、所述的adc數(shù)字接口模塊、錯誤數(shù)據(jù)檢測及恢復(fù)模塊可以由fpga、cpu/mcu/dsp軟件實現(xiàn)。

12、所述系統(tǒng)還可以擴(kuò)展為在一個錯誤數(shù)據(jù)檢測及恢復(fù)模塊前并聯(lián)一個以上的adc數(shù)字接口模塊，每個adc數(shù)字接口模塊都通過兩個adc數(shù)據(jù)輸出通道與對應(yīng)的adc芯片相連。

13、同時，本發(fā)明還提供一種模擬量采樣源端數(shù)據(jù)糾錯防誤方法，方法包括以下步驟：

14、步驟1：設(shè)定adc芯片的采樣數(shù)據(jù)個數(shù)為n，其中n為偶數(shù)，第一adc數(shù)據(jù)輸出通道輸出的數(shù)據(jù)順序為d1、d2、d3、……、dn，第二adc數(shù)據(jù)輸出通道輸出的數(shù)據(jù)順序為d(n/2)、d(n/2+1)、……、dn、d1、d2、……、d(n/2-1)；

15、步驟2：adc芯片的第一adc數(shù)據(jù)輸出通道和第二adc數(shù)據(jù)輸出通道同時輸出數(shù)據(jù)；

16、步驟3：每個采樣周期內(nèi)，adc數(shù)字接口模塊從adc芯片的第一adc數(shù)據(jù)輸出通道讀取兩遍采樣數(shù)據(jù)，按讀取的時間先后順序定義為1a、1b；從adc芯片的第二adc數(shù)據(jù)輸出通道讀取兩遍采樣數(shù)據(jù)，按讀取的時間先后順序定義為2a、2b；

17、步驟4：adc數(shù)字接口模塊將從第一adc數(shù)據(jù)輸出通道和第二adc數(shù)據(jù)輸出通道接收到的數(shù)據(jù)發(fā)送至錯誤數(shù)據(jù)檢測及恢復(fù)模塊；

18、步驟5：錯誤數(shù)據(jù)檢測及恢復(fù)模塊在接收到adc數(shù)字接口模塊發(fā)送來的數(shù)據(jù)后對數(shù)據(jù)進(jìn)行檢錯、恢復(fù)處理。

19、本發(fā)明進(jìn)一步包括以下優(yōu)選方案：

20、在步驟3中，在每個采樣周期內(nèi)，adc數(shù)字接口模塊讀取adc數(shù)據(jù)輸出通道輸出的數(shù)據(jù)可以是連續(xù)的讀取也可以是間斷的讀取。

21、步驟5中，錯誤數(shù)據(jù)檢測及恢復(fù)模塊在接收到adc數(shù)字接口模塊發(fā)送來的數(shù)據(jù)后對數(shù)據(jù)進(jìn)行檢錯、恢復(fù)處理包括：

22、步驟5.1：錯誤數(shù)據(jù)檢測及恢復(fù)模塊首先比較1a和2a是否相同，若不相同，則從1a中提取不相同的數(shù)據(jù)d1a1、d1a2、……、d1am，同時提取2a中對應(yīng)的數(shù)據(jù)d2a1、d2a2、d2a3、……，轉(zhuǎn)至步驟5.2，若相同則轉(zhuǎn)至步驟5.5；

23、步驟5.2：錯誤數(shù)據(jù)檢測及恢復(fù)模塊逐個比較d1a1、d1a2、……、d1am與1b、2b對應(yīng)時間序列上的數(shù)據(jù)是否相同，若相同，轉(zhuǎn)至步驟5.5；若不同，轉(zhuǎn)至步驟5.3；

24、步驟5.3：錯誤數(shù)據(jù)檢測及恢復(fù)模塊逐個比較d2a1、d2a2、d2a3、……與1b、2b對應(yīng)時間序列上的數(shù)據(jù)是否相同，若相同，轉(zhuǎn)至步驟5.4，否則轉(zhuǎn)至步驟5.6；

25、步驟5.4：錯誤數(shù)據(jù)檢測及恢復(fù)模塊使用2a的d1a1、d1a2、……、d1am替換步驟5.2檢出的1a的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)恢復(fù)，再跳轉(zhuǎn)至步驟5.2；

26、步驟5.5：錯誤數(shù)據(jù)檢測及恢復(fù)模塊輸出正確數(shù)據(jù)給應(yīng)用功能模塊；

27、步驟5.6：錯誤數(shù)據(jù)檢測及恢復(fù)模塊輸出數(shù)據(jù)錯誤報警給應(yīng)用功能模塊。

28、一種終端，包括處理器及存儲介質(zhì)；所述存儲介質(zhì)用于存儲指令；所述處理器用于根據(jù)所述指令進(jìn)行操作以執(zhí)行根據(jù)任一項所述方法的步驟。

29、計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機(jī)程序，該程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)任一項所述方法的步驟。

30、本發(fā)明的有益效果在于，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明針對實際應(yīng)用中adc芯片輸出數(shù)據(jù)在傳輸時偶發(fā)個別數(shù)據(jù)破壞的問題，提出了一種模擬量采樣源端數(shù)據(jù)糾錯防誤系統(tǒng)與實現(xiàn)方法，對于異常數(shù)據(jù)的檢測僅需要取得一個采樣周期的數(shù)據(jù)，并能在判斷出異常數(shù)據(jù)后對一次采樣周期內(nèi)出現(xiàn)等效一套采樣數(shù)據(jù)出錯情況下的異常數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)，數(shù)據(jù)恢復(fù)時間在本采樣周期內(nèi)即可完成，數(shù)據(jù)檢錯與恢復(fù)效率高，且實施方法簡單易行，提升了異常數(shù)據(jù)判別效率及adc數(shù)據(jù)可用性。