專利名稱：一種局部放電在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的壓縮方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，尤其涉及用于低速現(xiàn)場(chǎng)總線的數(shù)據(jù)壓縮方法。
背景技術(shù)：
對(duì)高壓電氣設(shè)備內(nèi)部的局部放電信號(hào)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛伏性絕緣缺陷，避免重大事故的發(fā)生。由于局部放電脈沖信號(hào)頻率較高，在監(jiān)測(cè)時(shí)通常需采用較高采樣頻率的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，勢(shì)必會(huì)造成較大的采集數(shù)據(jù)量。早期的局部放電在線監(jiān)測(cè)裝置大都采用集中式監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)，使用高性能計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并用高速以太網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)處理及傳輸?shù)哪芰^強(qiáng)，故通常不需考慮對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮的問題。近年來(lái)，采用分布式現(xiàn)場(chǎng)總線結(jié)構(gòu)的在線監(jiān)測(cè)裝置，已逐漸被推廣應(yīng)用，它較好地解決了以往集中式監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)所存在的諸多問題。但由于目前分布式在線監(jiān)測(cè)裝置大多都采用RS485或CAN2. OB現(xiàn)場(chǎng)總線來(lái)傳輸監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，且為保證具有足夠遠(yuǎn)的傳輸距離，通常需使用較低的數(shù)據(jù)傳輸速率，在用于傳輸數(shù)據(jù)量較大的局部放電監(jiān)測(cè)信號(hào)時(shí)，必然會(huì)影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?。為此，提出了一種無(wú)損的局部放電監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)壓縮技術(shù)，以便可通過傳輸速率較低的現(xiàn)場(chǎng)總線，快速傳送各個(gè)就地智能監(jiān)測(cè)單元所獲得的局部放電監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。在局部放電數(shù)據(jù)處理時(shí)，通常采用閾值壓縮法，即需要預(yù)先設(shè)置壓縮閾值，對(duì)低于閾值的采集數(shù)據(jù)進(jìn)行有損壓縮。壓縮方法是將低于閾值的數(shù)據(jù)置為一固定數(shù)據(jù)，這樣在采集數(shù)據(jù)中就會(huì)含有較多的固定數(shù)據(jù)，此時(shí)僅需采用編碼統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)壓縮方式，就可降低數(shù)據(jù)量，達(dá)到壓縮監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的目的。但是，閾值壓縮法屬有損壓縮技術(shù)。數(shù)據(jù)壓縮率越高，信息的損失或失真就越大， 故在使用時(shí)通常需要綜合考慮這兩個(gè)因素，通過折中方式來(lái)找到平衡點(diǎn)，往往無(wú)法獲得較理想的使用效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種局部放電在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的壓縮方法，可減少數(shù)據(jù)的失真度，并具有較高的數(shù)據(jù)壓縮效率。本發(fā)明提供的局部放電在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的壓縮方法，包括步驟從局部放電監(jiān)測(cè)裝置采集監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；按照預(yù)定的行寬和行高將所采集的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)；根據(jù)所存儲(chǔ)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的行寬和行高判斷所述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的行的相關(guān)性和列的相關(guān)性；根據(jù)判斷結(jié)果使用異或算法對(duì)所述監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性處理；將相關(guān)性處理后的壓縮數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。本發(fā)明可在保證較高壓縮效率的前提下，最大限度地保留了局部放電監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的關(guān)鍵信息，便于通過速率較低的現(xiàn)場(chǎng)總線來(lái)傳輸這些監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。進(jìn)一步，當(dāng)所述監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)行的相關(guān)性高于列的相關(guān)性時(shí)，存儲(chǔ)所述壓縮數(shù)據(jù)時(shí)的
3行寬設(shè)置為進(jìn)行異或處理的行寬；當(dāng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的列的相關(guān)性高于行的相關(guān)性時(shí)，存儲(chǔ)所述壓縮數(shù)據(jù)時(shí)的行高設(shè)置為異或處理的行高。進(jìn)一步，作為一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明還可以包括步驟將所存儲(chǔ)的所述壓縮數(shù)據(jù)通過游程二進(jìn)制算法進(jìn)行壓縮。其中，所述步驟按照預(yù)定的行寬和行高將所采集的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)之后還可以包括將所采集的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對(duì)字符出現(xiàn)概率超過預(yù)定閾值時(shí)和0進(jìn)行互換。另外，作為另一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明還可以還包括對(duì)通過游程二進(jìn)制算法進(jìn)行壓縮后的數(shù)據(jù)通過LZW算法進(jìn)行壓縮。進(jìn)一步，在上述兩個(gè)實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以包括對(duì)通過游程二進(jìn)制算法進(jìn)行壓縮后的數(shù)據(jù)通過哈夫曼算法進(jìn)行壓縮。在傳輸局部放電監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)，先使用XOR算法對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性預(yù)處理，用RL-B算法進(jìn)行初步壓縮，然后再用Huffman算法或LZW算法進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮，最終實(shí)現(xiàn)在較低通訊速率的現(xiàn)場(chǎng)總線上高效傳輸這些局部放電監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。


圖1為本發(fā)明局部放電在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的壓縮方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式由于局部放電脈沖信號(hào)頻率較高，在監(jiān)測(cè)時(shí)通常需采用較高采樣頻率的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，勢(shì)必會(huì)造成較大的采集數(shù)據(jù)量，故只有采取數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，方可在通訊速率較低的現(xiàn)場(chǎng)總線上，快速傳輸這些局部放電監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。為解決現(xiàn)有閾值壓縮法在信號(hào)失真度與壓縮效率之間的矛盾，本發(fā)明提出了一種局部放大在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的壓縮方法，可最大限度地減少數(shù)據(jù)的失真性，并具有較高的數(shù)據(jù)壓縮效率。本發(fā)明綜合考慮了局部放電監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)和現(xiàn)場(chǎng)總線的傳輸性能，兼顧了壓縮比、實(shí)時(shí)性等多方面的要求，提出一種適用于低速現(xiàn)場(chǎng)總線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)壓縮方法。實(shí)施例1 本發(fā)明的局部放電在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的壓縮方法，首先從局部放電監(jiān)測(cè)裝置采集監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)(步驟1)，然后按照預(yù)定的行寬和行高將所采集的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)(步驟2)；根據(jù)所存儲(chǔ)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的行寬和行高判斷所述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的行的相關(guān)性和列的相關(guān)性(步驟幻；根據(jù)判斷結(jié)果使用異或XOR算法對(duì)行的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性處理(步驟4)； 將相關(guān)性處理后的壓縮數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)(步驟5)。由于確定了監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的行的寬度或行的高度，從而可以確定相鄰行或列之間的相關(guān)性。因?yàn)榭偟谋O(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)源的大小已知，因此確定了行高也就確定了行的寬度，同樣，確定了行的寬度也就確定了行的高度。本發(fā)明對(duì)相關(guān)性較強(qiáng)的數(shù)據(jù)行進(jìn)行異或，消除行與行之間的相關(guān)性，則可使數(shù)據(jù)更集中，從而實(shí)現(xiàn)更大的壓縮比。作為一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，當(dāng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)行的相關(guān)性比較高時(shí)，步驟5存儲(chǔ)壓縮數(shù)據(jù)時(shí)的行寬可以設(shè)置為XOR的行寬；而當(dāng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的列的相關(guān)性比較高時(shí)，步驟5存儲(chǔ)壓縮數(shù)據(jù)時(shí)的行高可設(shè)置為XOR的行高，取得比較好的壓縮效果。以下列舉一個(gè)實(shí)例例如所采集的數(shù)據(jù)為ff fe fd fc fb fa fb d7 ff ff
4
ff fe fd fc fb fa fc d7 ff ffff fe fd fc fb fc fc c7 ff ff相鄰兩行進(jìn)行異或后數(shù)據(jù)為fffefdfcfbfafbd7ffff
00000000000007000000
00000000000600700000比較相鄰兩行變換前后的數(shù)據(jù)，可發(fā)現(xiàn)后者數(shù)據(jù)的上下行之間的相關(guān)性較小，而且轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)出現(xiàn)大量的相似數(shù)據(jù)0，從而可以對(duì)0字符進(jìn)行壓縮，實(shí)現(xiàn)高壓縮比。實(shí)施例2 本實(shí)施例在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上做了進(jìn)一步的改進(jìn)，在執(zhí)行步驟4之后進(jìn)一步對(duì)相關(guān)性處理后的數(shù)據(jù)通過RL-B (Rim Length To Binar，游程二進(jìn)制)算法進(jìn)行進(jìn)一步的壓縮。作為該實(shí)施例的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，為了使步驟1所采集的原始的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)中高出現(xiàn)概率字符與因?yàn)閄OR后出現(xiàn)的0可以統(tǒng)一做一次RL-B壓縮。在步驟3之前，將所采集的原始的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對(duì)字符出現(xiàn)概率超過M時(shí)(M的取值可以根據(jù)用戶的不同需求設(shè)定，例如可以取M = 40% )，和0進(jìn)行互換。例如，假設(shè)這個(gè)高出現(xiàn)概率字符為Oxff，就讓 Oxff和0互換(表示為Oxff<->0)。為了顯示本實(shí)施例的壓縮效果，見下表所示如對(duì)局放譜圖數(shù)據(jù)(此數(shù)據(jù)為512*160點(diǎn)數(shù))做變換，元數(shù)據(jù)為10240字節(jié)，假設(shè)這個(gè)高出現(xiàn)概率字符為Oxff，結(jié)果可見表1。表1對(duì)單數(shù)據(jù)源文件按不同壓縮方案的處理結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種局部放電在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的壓縮方法，其特征在于，包括步驟 從局部放電監(jiān)測(cè)裝置采集監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；按照預(yù)定的行寬和行高將所采集的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)；根據(jù)所存儲(chǔ)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的行寬和行高判斷所述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的行的相關(guān)性和列的相關(guān)性；根據(jù)判斷結(jié)果使用異或算法對(duì)所述監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性處理； 將相關(guān)性處理后的壓縮數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的局部放電在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的壓縮方法，其特征在于當(dāng)所述監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)行的相關(guān)性高于列的相關(guān)性時(shí)，存儲(chǔ)所述壓縮數(shù)據(jù)時(shí)的行寬設(shè)置為進(jìn)行異或處理的行寬；當(dāng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的列的相關(guān)性高于行的相關(guān)性時(shí)，存儲(chǔ)所述壓縮數(shù)據(jù)時(shí)的行高設(shè)置為異或處理的行高。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的局部放電在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的壓縮方法，其特征在于，所述步驟還包括將所存儲(chǔ)的所述壓縮數(shù)據(jù)通過游程二進(jìn)制算法進(jìn)行壓縮。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的局部放電在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的壓縮方法，其特征在于，所述步驟按照預(yù)定的行寬和行高將所采集的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)之后還包括將所采集的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對(duì)字符出現(xiàn)概率超過預(yù)定閾值時(shí)和0進(jìn)行互換。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的局部放電在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的壓縮方法，其特征在于，所述步驟還包括對(duì)通過游程二進(jìn)制算法進(jìn)行壓縮后的數(shù)據(jù)通過LZW算法進(jìn)行壓縮。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的局部放電在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的壓縮方法，其特征在于，所述步驟還包括對(duì)通過游程二進(jìn)制算法進(jìn)行壓縮后的數(shù)據(jù)通過哈夫曼算法進(jìn)行壓縮。
全文摘要
本發(fā)明提供的局部放電在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的壓縮方法首先從局部放電監(jiān)測(cè)裝置采集監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；按照預(yù)定的行寬和行高將所采集的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)；然后根據(jù)所存儲(chǔ)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的行寬和行高判斷所述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的行的相關(guān)性和列的相關(guān)性；接著根據(jù)判斷結(jié)果使用異或算法對(duì)所述監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性處理；最后將相關(guān)性處理后的壓縮數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。本發(fā)明可減少數(shù)據(jù)的失真度，并具有較高的數(shù)據(jù)壓縮效率。
文檔編號(hào)H04L29/06GK102158485SQ201110078980
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月30日
發(fā)明者盧啟付, 姚森敬, 孟源源, 朱文俊, 李晏, 李謙, 梁文進(jìn), 王圣, 王紅斌 申請(qǐng)人:北京圣泰實(shí)時(shí)電氣技術(shù)有限公司, 廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院