[发明专利]一种采样频率自适应可调的数据采集方法及装置

说明书

本发明公开了一种采样频率自适应可调的数据采集方法及装置，设定时间检测窗，计算时间检测窗内的采样数据变化速率与累计变化量，对相邻时间检测窗内数据变化速率及累计变化量比值进行处理后，得最终的实时采样频率，即当数据变化较快时，提高采样频率，从而使得到的采样数据可以精确地反映被测对象的参数变化细节；当数据变化较慢时，则降低采样频率，降低系统功耗的同时避免无效的大数据。该方法及装置能够实现采样频率的自适应调整。

技术领域

本发明属于监测领域，涉及一种采样频率自适应可调的数据采集方法及装置。

背景技术

传感器可以检测到被测量的信息，同时将检测到的被测量信息按一定规律变化成为电信号或其他所需形式的信息输出，便于信息传输、处理和存储，广泛应用于数据采集与测量、诊断与监测等领域。现有的传感器其采样频率是固定不变的，实际情况中，被测对象的参数变化不一定是均匀的，所以固定的采样频率不一定能够有效地恢复原始信号，易在造成细节变化丢失。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种采样频率自适应可调的数据采集方法及装置，该方法及装置能够实现采样频率的自适应调整。

为达到上述目的，本发明所述的采样频率自适应可调的数据采集方法包括以下步骤：

1)安装、固定传感器，通过传感器进行数据采集，再对传感器的输出模拟信号进行预处理；

2)设定传感器的初始采样频率为f₀、最大采样频率为f_max以及时间检测窗，其中，时间检测窗的长度为T，设第i个时间检测窗内，i＝1,2,3…，传感器采集到的数据其中，N_i为数据的采集点数；

3)传感器以初始采样频率f₀进行数据的采集，其中，传感器在第1个时间检测窗内采集到的数据第2个时间检测窗内采集到的数据其中，N₁＝N₂＝T·f₀，通过公式(1)计算第1个时间检测窗与第2个时间检测窗内数据的变化速率R₁与R₂，通过公式(2)计算第1个时间检测窗与第2个时间检测窗内的累计变化量B₁与B₂；

4)计算相邻时间检测窗内数据的变化速率比值a为变化速率比值的约束条件如式(3)所示，传感器的采样频率f_a与其约束条件下得到的比值结果a满足式(5)所示的关系，计算相邻时间检测窗内数据的累计变化量比值b为该累计变化量比值的约束条件如式(4)所示，传感器的采样频率f_b与其约束条件下得到的累计变化量比值b满足式(6)的关系，得最终的实时采样频率为f_s＝max[f_a f_b]；

f_a＝2^a-1·f₀  (4)

f_b＝2^b-1·f₀  (6)

其中，为向上取整符号；

5)在第3个时间检测窗内，传感器以最终的实时采样频率f_s进行采集，其中，采集到的数据根据式(7)计算第三个时间检测窗内数据的采集点数N₃，同时计算第三个时间检测窗内数据的变化速率R₃及累计变化量B₃；

N_i＝T·f_s(i＝3,4,…)  (7)