具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

图1为本申请实施例提供的一种基于二阶广义积分器的数据采集噪声自适应方法流程示意图，如图1所示，该方法可以应用于终端设备（也可以称为电子设备）以及服务器；其中终端设备具体可以为智能手机、平板电脑、计算机、个人数字助理（Personal DigitalAssitant，PDA）等；服务器具体可以为应用服务器，也可以为Web服务器。该方法包括：

步骤101：采集多个频点的电流信号；其中，所述电流信号包括用电信息和通讯信号。

在具体的实施过程中，可以通过可编程逻辑器件对目标信号进行采集， 也可以通过电流互感器的采集装置进行采集，其中，输入电力系统的输入信号为包含多种频点的信号，采集输入到电力系统的电流信号，将不同频点的电流信号进行分离，实现对不同频点电流信号的采集，其中，用电信息包括电信号和通讯信号，电信号为在电力系统进行变电、输电和配电的电信号外，还有在用电信息采集过程中产生的背景噪声，通讯信号为在电力系统中进行通信和信号传输的电信号。

步骤102：对每个所述电流信号进行测试，获得每个所述电流信号的分流比和对应的频点信息 。

其中，可以通过实验分析得到每个电流信号的分流比和对应的频点信息，也可以通过仿真得到每个电流信号的分流比和对应的频点信息，在本申请实施例中通过MATLAB和/或Simulink对电流信号进行仿真测试，得到电流信号的分流比和对应的频点信息，分流比可以体现电流信号的衰减程度。

步骤103：根据所述分流比和所述频点信息选取满足预选原则的电流信号，获得目标电流信号。

其中，在电力系统进行传输的电流信号中含有的整次谐波多，信号频谱中各谱线之间会相互影响，使测量结果偏离实际值，同时在谱线两侧其他频点上出现一些幅值较小的假谱，因此避开工业频率50Hz的奇数倍的频点，选取频点为工业频率偶数倍的信号，将满足上述预选原则的电流信号作为目标电流信号。

步骤104：提取每个目标电流信号对应的噪声信号，并根据所述噪声信号确定对应的幅值。

其中，通过提取目标电流信号对应的噪声信号，可以将电流信号中的噪声信号分离出来，抑制并消除输入信号中的直流分量和高次谐波，同时计算噪声信号对应的幅值，方便后续选取目标信号频点。

步骤105：根据所述幅值，利用自适应原则确定目标信号频点。

其中，目标信号频点为选取的符合自适应原则的特定信号频点，其中，从多个噪声信号中选择幅值较小的噪声信号对应的信号频点，作为目标信号频点，将所述目标信号频点下的电流信号输入电力线路中进行通信，可以保证能够获取到通讯信号，并且通讯信号的损耗小，能够减少背景噪声对通信的干扰，提高信号传输的精度。

在上述实施例的基础上，所述根据所述分流比和所述频点信息选取满足预选原则的电流信号，获得目标电流信号，包括：

提取所述分流比满足第一预设阈值的电流信号，获得第一待检测电流信号；根据每个待检测电流对应的频点信息提取频点为工业频率偶数倍的所述第一待检测电流，获得第二待检测电流；判断每个所述第二待检测电流的频点是否满足预设频点范围；若是，则提取满足所述预设频点范围的所述第二待检测电流，获得所述目标电流信号。

作为一种实施方式，可以提取分流比小于0.5的电流信号作为第一待检测电流信号，选取第一待检测电流信号中频点为工业频率偶数倍的信号，可以为200Hz、300Hz、500Hz等满足要求的频点对应的电流信号，预设频点范围可以为[50Hz，1000Hz]，将满足[50Hz，1000Hz]的第二待检测电流作为目标电流信号，在实际应用中，预设频点范围可以根据实际需要设定，本申请实施例对此不作具体限定。

通过上述预选原则可以避免出现频谱泄漏和信号衰减严重的问题，提高了选取的目标电流信号选取的有效性。

在上述实施例的基础上，提取每个所述目标电流信号对应的噪声信号，包括：通过二阶广义积分器提取每个所述目标电流信号的噪声信号；

利用公式提取每个所述目标电流信号的噪声信号；

其中，表示频点为n的输入信号经过拉氏变换的形式，表示控制增益，表示谐振频率，表示复频率，表示频点为n的目标信号经拉氏变换后的形式。

本申请实施例通过上述公式可以得到频点为n的目标信号经拉氏变换式，在获得目标信号经拉氏变换式后对其做拉普拉斯逆变换，即可得到噪声信号的时域表达式。

通过二阶广义积分器提取目标电流信号中的噪声信号，二阶广义积分器可以为基于锁频环的二阶广义积分器，可以提高对电压信号中直流分量的过滤能力，抑制并消除输入信号中的直流分量和高次谐波，同时提高了针对输入信号含有直流分量时的锁相精度，具有更好的谐波过滤能力。

在上述实施例的基础上，所述并根据所述噪声信号确定对应的幅值，包括：

通过公式提取每个所述噪声信号的幅值；

其中，表示频点为的目标电流信号的幅值；

表示频点为的目标电流信号的实部，且；

表示频点为的目标电流信号的虚部，且；

表示所述目标电流的频点，为设定的滑动窗的大小，且，为每个所述噪声信号的频点和所述工业频率的最大公约数，表示采样频率，。

在本申请实施例中，通过设定滑动窗的大小，可以每隔一个滑动窗的大小就可以计算一次幅值，数据的实时性高，其中，工业频率为电力系统的发电、输电与配电设备以及工业与民用电气设备采用的额定频率，这里采用工频50Hz，在实际应用中，工频也可以根据实际需要设定，本申请实施例对此不作具体限定。

通过滑动傅里叶变换提取噪声信号的幅值，通过滑动和迭代实现短时傅里叶变换，包括正向变换和逆变换，通过迭代计算，可以极大的减少计算量，克服电流的负荷波动和频率偏移的影响。

在上述实施例的基础上，所述根据所述幅值，利用自适应原则确定目标信号频点，包括：从幅值最小开始，将预设个数的噪声信号对应的目标电流信号作为特定的电流信号；根据所述特定的电流信号对应的信号频点确定所述目标信号频点。

在本申请实施例中，预设个数可以为一个，也可以为多个，当预设个数可以为一个时，即选取幅值最小的噪声信号的频点为目标信号频点，若预设个数可以为多个时，例如预设个数为5，那么可以将噪声信号按照幅值由大到小进行排序，将倒数5个噪声信号作为特定的电流信号。因此，预设个数的最大值应当小于或等于噪声信号的个数。

在上述实施例的基础上，所述方法还包括：采集所述目标信号频点下的电流信号，将所述目标信号频点下的电流信号输入电力线路中进行通信。 例如，选取的频点为200Hz作为目标信号频点，将200Hz频点下的电流信号输入到电力线路中进行通信，能够保证获取到通讯信号，将背景噪声对通信产生的干扰降到最低。

作为一种实施例，通过测试得到5个电流信号的分流比和对应的频点信息，其中，频点为200Hz的电流信号的分流比为0.4、频点为300Hz的电流信号的分流比为0.45、频点为500Hz的电流信号的分流比为0.47、频点为800Hz的电流信号的分流比为0.8、频点为900Hz的电流信号的分流比为0.85。

根据预选原则选取200Hz、300Hz、500 Hz对应的电流信号作为目标电流信号，提取上述电流信号对应的噪声信号的幅值，可得频点为200Hz的电流信号对应的噪声信号的幅值为0.65、频点为300Hz的电流信号对应的噪声信号的幅值为0.35、频点为500Hz的电流信号对应的噪声信号的幅值为0.8。

根据自适应原则，选取噪声幅值最小的300Hz作为目标信号频点，经过实验，将300Hz频点下的电流信号输入电力线路中进行通信时，能够保证获取到通讯信号，且得到的通讯信号的幅值在0.6-0.7之间，说明该注入信号频点的选取能够达到预想的效果，相比于现有方法较为可靠，可以减少背景噪声对通信过程产生的干扰，提高通讯信号传输的精度。

图2为本申请实施例提供的电流信号中的噪声信号的幅值示意图，可以得出在频点为50Hz时的电流信号的噪声幅值为25A、频点为150Hz时的电流信号的噪声幅值为22 A、频点为250Hz时的电流信号的噪声幅值为7.5A、频点为350Hz时的电流信号的噪声幅值为6A、频点为450Hz时的电流信号的噪声幅值为2A、频点为550Hz时的电流信号的噪声幅值为3A、频点为650Hz时的电流信号的噪声幅值为3A，而工频偶次倍的电流信号的噪声幅值几乎都低于2A，因此在选取目标信号频点时提取频点为工业频率偶数倍的第一待检测电流，降低背景噪声对通信的干扰。

图3为本申请实施例提供的一种基于二阶广义积分器的数据采集噪声自适应设备结构示意图，该设备可以是电子设备上的模块、程序段或代码。应理解，该设备与上述图1方法实施例对应，能够执行图1方法实施例涉及的各个步骤，该设备具体的功能可以参见上文中的描述，为避免重复，此处适当省略详细描述。该设备包括：采集模块201、测试模块202、选取模块203、幅值确定模块204和频点获取模块205，其中：

采集模块201，用于采集多个频点的电流信号；其中，电流信号包括用电信息和通讯信号；测试模块202，用于对每个所述电流信号进行测试，获得每个电流信号的分流比和对应的频点信息；选取模块203，用于根据所述分流比和所述频点信息选取满足预选原则的电流信号，获得目标电流信号；幅值确定模块204，用于提取每个所述目标电流信号对应的噪声信号，并根据所述噪声信号确定对应的幅值；频点获取模块205，用于根据所述幅值，利用自适应原则确定目标信号频点。

在上述实施例的基础上，选取模块203具体用于：

提取所述分流比满足第一预设阈值的电流信号，获得第一待检测电流信号；根据每个待检测电流对应的频点信息提取频点为工业频率偶数倍的所述第一待检测电流，获得第二待检测电流；判断每个所述第二待检测电流的频点是否满足预设频点范围；若是，则提取满足所述预设频点范围的所述第二待检测电流，获得所述目标电流信号。

在上述实施例的基础上，幅值确定模块204具体用于：

通过二阶广义积分器提取每个所述目标电流信号的噪声信号。

利用公式提取每个所述目标电流信号的噪声信号；

其中，表示频点为n的输入信号经过拉氏变换的形式，表示控制增益，表示谐振频率，表示复频率，表示频点为n的目标信号经拉氏变换后的形式。

在上述实施例的基础上，幅值确定模块204具体用于：

通过公式提取每个所述噪声信号的幅值；

其中，表示频点为的目标电流信号的幅值；

表示频点为的目标电流信号的实部，且；

表示频点为的目标电流信号的虚部，且；

表示所述目标电流的频点，为设定的滑动窗的大小，且，为每个所述噪声信号的频点和所述工业频率的最大公约数，表示采样频率，。

在上述实施例的基础上，频点获取模块205具体用于：

从幅值最小开始，将预设个数的噪声信号对应的所述目标电流信号作为特定的电流信号；

根据所述特定的电流信号对应的信号频点确定所述目标信号频点。

在上述实施例的基础上，该设备还包括信号输入模块，具体用于：

采集所述目标信号频点下的电流信号，将所述目标信号频点下的电流信号输入电力线路中进行通信。

综上所述，本申请实施例中，首先通过预选原则选取目标信号，可以滤除在通信过程中信号衰减大的电流信号对应的频点，同时避开奇数次频点的电流信号，避免频谱泄漏对通信造成干扰，提高选取的目标电流信号的有效性，通过自适应原则对噪声信号的幅值进行选取，确定对应的目标信号频点，选取的目标信号频点幅值小，对通讯信号的传输干扰小，提高通讯信号传输的精度和在通信过程中的适应度。

图4为本申请实施例提供的电子设备实体结构示意图，如图4所示，所述电子设备，包括：处理器(processor)301、存储器(memory)302和总线303；其中：

所述处理器301和存储器302通过所述总线303完成相互间的通信；

所述处理器301用于调用所述存储器302中的程序指令，以执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：采集多个频点的电流信号；其中，所述电流信号包括用电信息和通讯信号；对每个所述电流信号进行测试，获得每个所述电流信号的分流比和对应的频点信息 ；根据所述分流比和所述频点信息选取满足预选原则的电流信号，获得目标电流信号；提取每个所述目标电流信号对应的噪声信号，并根据所述噪声信号确定对应的幅值；根据所述幅值，利用自适应原则确定目标信号频点。

处理器301可以是一种集成电路芯片，具有信号处理能力。上述处理器301可以是通用处理器，包括中央处理器（Central Processing Unit，CPU）、网络处理器（NetworkProcessor，NP）等；还可以是数字信号处理器（DSP）、专用集成电路（ASIC）、现成可编程门阵列（FPGA）或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。其可以实现或者执行本申请实施例中公开的各种方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

存储器302可以包括但不限于随机存取存储器（Random Access Memory，RAM），只读存储器（Read Only Memory，ROM），可编程只读存储器（Programmable Read-OnlyMemory，PROM），可擦除只读存储器（Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM），电可擦除只读存储器（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM）等。

本实施例公开一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：采集多个频点的电流信号；其中，所述电流信号包括用电信息和通讯信号；对每个所述电流信号进行测试，获得每个所述电流信号的分流比和对应的频点信息 ；根据所述分流比和所述频点信息选取满足预选原则的电流信号，获得目标电流信号；提取每个所述目标电流信号对应的噪声信号，并根据所述噪声信号确定对应的幅值；根据所述幅值，利用自适应原则确定目标信号频点。

本申请实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：采集多个频点的电流信号；其中，所述电流信号包括用电信息和通讯信号；对每个所述电流信号进行测试，获得每个所述电流信号的分流比和对应的频点信息 ；根据所述分流比和所述频点信息选取满足预选原则的电流信号，获得目标电流信号；提取每个所述目标电流信号对应的噪声信号，并根据所述噪声信号确定对应的幅值；根据所述幅值，利用自适应原则确定目标信号频点。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

再者，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。