[发明专利]一种基于FFT变换的波形数据压缩方法

说明书

本发明公开了一种基于FFT变换的波形数据压缩方法，涉及数据处理技术领域，包括：将原始波形数据进行傅里叶变换，以得到频谱数据；所述频谱数据为谱线；所述原始波形数据包括8个周期的波形数据，且每个周期采集256个波形数据；对所述频谱数据进行筛选，以确定特征频谱数据；所述特征频谱数据中包括20根谱线；记录所述特征频谱数据的数值、相位及频率，并形成谱线群；当使用波形数据时，对所述谱线群进行反傅里叶变换，以得到对应的所述原始波形数据。本发明利用傅里叶变换进行波形数据压缩，其压缩比为20*3/(4*256)，可大大降低波形数据的传输及储存量，同时也能够满足振动、摆度及压力脉动分析要求。

本发明是发明名称为“一种基于FFT变换的波形数据压缩方法”的分案申请，其中，母案的申请号为201810156111.X，申请日为2018.02.24。

技术领域

本发明涉及数据处理技术领域，特别是涉及一种基于FFT变换的波形数据压缩方法。

背景技术

近年来，水电机组振动、摆度、压力脉动和噪声等稳定性参数在线监测技术得到了快速发展，并在很多水电厂实现了应用。由于水电站缺乏专业的使用人员，在一定程度上影响水电机组稳定性参数在线监测系统在现场的使用，因此各大集团公司、流域公司均需要将各电站的水电机组稳定性参数在线监测数据传输至集团数据中心，由中心组织相应的专家对稳定性参数在线监测数据进行分析，为电站运行和检修维护提供参考意见，同时将各电站监测数据统一到集团公司也是目前各集团和流域公司管理上的需要。

为真正发挥集团数据中心的作用，需要各电站将相关机组的稳定性波形数据远程实时传输到数据中心。由于各电站所处位置比较偏僻和离散，各电站至远程数据中心的网络条件通常比较有限，网络带宽一般较小，而稳定性波形数据量比较庞大，以某500转的抽水蓄能机组为例，按每周期采集256点计算，单个测点每秒的数据量约为8.6k字节，按每台机组30个测点计算，每台机组每秒数据量约为258k字节，按1个电站4台机组计算，电站每秒需传输至远程数据中心的数据量约为1M字节，因此需要占用很大的带宽资源，一般电站均无法满足该要求。即使电站侧能满足要求，远程数据中心侧需要同时接收众多电站的数据，按10个电站计算，远程数据中心侧每秒需要同时接收10M字节的数据，因此至少需要100M字节以上的专用带宽，对带宽要求极高。

由此，在各电站直接将稳定性波形数据实时传输至远程数据中心需要极高的网络带宽，在网络带宽不够时就无法实现实时传输。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于FFT变换的波形数据压缩方法，主要应用于各种类型的水电机组稳态下振动、摆度、压力脉动和噪声等稳定性监测数据的压缩，大大降低数据的传输量及存储量。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于FFT变换的波形数据压缩方法，包括：

将原始波形数据进行傅里叶变换，以得到频谱数据；所述频谱数据为谱线；所述原始波形数据包括8个周期的波形数据，且每个周期采集256个波形数据；

对所述频谱数据进行筛选，以确定特征频谱数据；所述特征频谱数据中包括20根谱线；

记录所述特征频谱数据的数值、相位及频率，并形成谱线群；

当使用波形数据时，对所述谱线群进行反傅里叶变换，以得到对应的所述原始波形数据。

可选地，所述频谱数据包括4*256根谱线。

可选地，所述对所述频谱数据进行筛选，以确定特征频谱数据，具体包括：

获取频谱数据中各个谱线的数值；

将所述频谱数据中的第一谱线去除，以确定中间频谱数据；所述第一谱线为数值等于0的谱线；

根据所述中间频谱数据中各个谱线的数值，对谱线进行降序；