一种信号增强系统技术方案

本申请公开了一种信号增强系统，包括：信号智能探索模块

【技术实现步骤摘要】
一种信号增强系统


[0001]本申请涉及电力
，尤其涉及一种信号增强系统
。

技术介绍

[0002]当前，电网公司正不断提升规范化
、
标准化
、
精益化管理水平，以期成为业务融合
、
数据共享
、
体验卓越
、
创新引领的高效信息化企业，其中，电力安全监察工作已基本采用智能安监设备代替安监人员，通过给一线作业人员配备智能安监终端，即可实现远端一对多的安监管控，减低现场一线作业安全隐患
。
但采用智能安监终端存在一个弊端，其对现场网络通信环境有一定要求，在通信盲区下无法进行作业管控，而电网作业环境往往十分复杂，电力设备布设翻山越岭，现有通信基站无法实现有效覆盖，导致安监终端数据传输效率低或直接掉线
。
同时，现有的一些用于安监终端的信号增强设备无法根据实时的信号强度变化进行调节，无法满足不同信号环境下的优化要求
。

技术实现思路

[0003]本申请提供了一种信号增强系统，用于实现高效的信号处理和实时增益调节，提高信号传输质量和系统的性能
。
[0004]有鉴于此，本申请第一方面提供了一种信号增强系统，所述系统包括：
[0005]信号智能探索模块
、
就地侧天线模块
、
信号降噪模块
、
信号增益调节模块
、
大容量电池模块和边缘计算模块；
[0006]其中，所述信号智能探索模块，用于通过旋转动作和扫描动作，探测电网作业环境的周围信号并确定最佳的信号接收方向；
[0007]所述就地侧天线模块，用于接收信号并传输给所述信号降噪模块；
[0008]所述信号降噪模块，用于通过滤波器和降噪算法对接收到的信号进行降噪处理后，传输给所述信号增益调节模块；
[0009]所述信号增益调节模块，用于根据接收到的信号的强度通过
PID
控制算法进行信号增益自动调节；
[0010]所述大容量电池模块，用于为所述信号增强系统供应电源；
[0011]所述边缘计算模块，用于通过边缘服务器为所述信号增强系统提供实时计算能力
。
[0012]可选地，所述信号增益调节模块，具体用于：
[0013]获取接收到的信号的实际信号强度；
[0014]根据电网作业环境设定目标信号强度，将所述目标信号强度和所述实际信号强度进行比较，获得误差信号；
[0015]根据
Ziegler
‑
Nichols
方法计算
PID
参数，所述
PID
参数，包括：比例增益
、
积分时间和微分时间；
[0016]基于
PID
控制算法，根据所述误差信号和所述
PID
参数计算出信号增益控制量；
[0017]其中，所述信号增益控制量为：
[0018][0019]K
i
＝
K
p
/T
i
，
K
d
＝
K
p
/T
d
；
[0020]式中，
G
是信号增益控制量，
e
是误差信号，
K
p
是比例增益，
K
i
是积分增益，
K
d
是微分增益，
T
i
是积分时间，
T
d
是微分时间；
[0021]根据所述信号增益控制量进行信号增益自动调节
。
[0022]可选地，所述根据
Ziegler
‑
Nichols
方法计算
PID
参数，具体包括：
[0023]为
PID
参数的比例增益
、
积分时间和微分时间设定初始值；
[0024]逐步增加所述比例增益直到系统出现震荡，记录震荡周期；
[0025]根据出现震荡时比例增益最大值和所述震荡周期，确定目标比例增益
、
目标积分时间和目标微分时间，所述目标比例增益满足
K
p
＝
0.6*K
u
，所述目标积分时间满足
T
i
＝
0.5*T
u
，所述目标微分时间满足
T
d
＝
0.125*T
u
，其中，
K
p
为目标比例增益，
K
u
为出现震荡时比例增益最大值，
T
i
为目标积分时间，
T
d
为目标微分时间，
T
u
为震荡周期
。
[0026]可选地，所述信号智能探索模块，具体包括：扫描计算单元
、
旋转动作单元
、
步进扫描单元和信号探测单元；
[0027]其中，所述扫描计算单元，用于确定线性扫描
、
螺旋扫描或栅格扫描的参数；
[0028]所述旋转动作单元，用于控制所述信号探测单元的转动角度；
[0029]所述步进扫描单元，用于根据线性扫描
、
螺旋扫描或栅格扫描的参数进行步进扫描；
[0030]所述信号探测单元，用于在每个扫描位置中通过信号传感器获取周围环境的信号数据
。
[0031]可选地，所述信号降噪模块，具体包括：噪声获取单元
、
噪声分析单元
、
特征提取单元和信号降噪单元；
[0032]其中，所述噪声获取单元，用于对接收到的信号中的噪声数据进行分离获取；
[0033]所述噪声分析单元，用于对分离获取到的噪声数据通过频谱分析法进行分析，获得频谱分析结果；
[0034]所述特征提取单元，用于根据所述频谱分析结果进行频谱特征提取，获得噪声数据的频谱特征；
[0035]所述信号降噪单元，用于根据所述频谱特征确定合适的降噪算法和滤波器，对接收到的信号中的噪声进行降噪
。
[0036]可选地，所述噪声分析单元，具体用于：
[0037]对分离获取到的噪声数据进行数据分段，获得噪声数据段集合；
[0038]确定所述噪声数据段集合中每个噪声数据段的时间序列参数，所述时间序列参数为离散时间序列或连续时间序列；
[0039]当噪声数据段的时间序列参数为离散时间序列时，采用傅里叶变换算法
、
幅度谱计算公式和相位谱计算公式进行频谱分析，获得第一频谱分析结果；
[0040]或者，当噪声数据段的时间序列参数为连续时间序列时，采用傅里叶变换算法和功率谱密度估计算法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种信号增强系统，其特征在于，包括：信号智能探索模块
、
就地侧天线模块
、
信号降噪模块
、
信号增益调节模块
、
大容量电池模块和边缘计算模块；其中，所述信号智能探索模块，用于通过旋转动作和扫描动作，探测电网作业环境的周围信号并确定最佳的信号接收方向；所述就地侧天线模块，用于接收信号并传输给所述信号降噪模块；所述信号降噪模块，用于通过滤波器和降噪算法对接收到的信号进行降噪处理后，传输给所述信号增益调节模块；所述信号增益调节模块，用于根据接收到的信号的强度通过
PID
控制算法进行信号增益自动调节；所述大容量电池模块，用于为所述信号增强系统供应电源；所述边缘计算模块，用于通过边缘服务器为所述信号增强系统提供实时计算能力
。2.
根据权利要求1所述的信号增强系统，其特征在于，所述信号增益调节模块，具体用于：获取接收到的信号的实际信号强度；根据电网作业环境设定目标信号强度，将所述目标信号强度和所述实际信号强度进行比较，获得误差信号；根据
Ziegler
‑
Nichols
方法计算
PID
参数，所述
PID
参数，包括：比例增益
、
积分时间和微分时间；基于
PID
控制算法，根据所述误差信号和所述
PID
参数计算出信号增益控制量；其中，所述信号增益控制量为：
K
i
＝
K
p
/T
i
，
K
d
＝
K
p
/T
d
；式中，
G
是信号增益控制量，
e
是误差信号，
K
p
是比例增益，
K
i
是积分增益，
K
d
是微分增益，
T
i
是积分时间，
T
d
是微分时间；根据所述信号增益控制量进行信号增益自动调节
。3.
根据权利要求2所述的信号增强系统，其特征在于，所述根据
Ziegler
‑
Nichols
方法计算
PID
参数，具体包括：为
PID
参数的比例增益
、
积分时间和微分时间设定初始值；逐步增加所述比例增益直到系统出现震荡，记录震荡周期；根据出现震荡时比例增益最大值和所述震荡周期，确定目标比例增益
、
目标积分时间和目标微分时间，所述目标比例增益满足
K
p
＝
0.6*K
u
，所述目标积分时间满足
T
i
＝
0.5*T
u
，所述目标微分时间满足
T
d
＝
0.125*T
u
，其中，
K
p
为目标比例增益，
K
u
为出现震荡时比例增益最大值，
T
i
为目标积分时间，
T
d
为目标微分时间，
T
u
为震荡周期
。4.
根据权利要求1所述的信号增强系统，其特征在于，所述信号智能探索模块，具体包括：扫描计算单元
、
旋转动作单元
、
步进扫描单元和信号探测单元；其中，所述扫描计算单元，用于确定线性扫描
、
螺旋扫描或栅格扫描的参数；所述旋转动作单元，用于控制所述信号探测单元的转动角度；所述步进扫描单元，用于根据线性扫描
、
螺旋扫描或栅格扫描的参数进行步进扫描；
所述信号探测单元，用于在每个扫描位置中通过信号传感器获取周围环境的信号数据
。5.
根据权利要求1所述的信号增强系统，其特征在于，所述信号降噪模块，具体包括：噪声获取单元
、
噪声分析单元
、
特征提取单元和信号降噪单元；其中，所述噪声获取单元，用于对接收到的信号中的噪声数据进行分离获取；所述噪声分析单元，用于对分离获取到的噪声数据通过频谱分析法进行分析，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟光，杨家达，黄志就，骆锋，陈志鹏，莫建挥，岳宏亮，孔凡桢，卢伯科，陈剑锋，梁健滔，曾庆荣，谢明峰，区建业，高锐坤，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司肇庆供电局，
类型：发明
国别省市：