一种基于多传感器的数据处理方法

专利主权项内容

1.一种基于多传感器的数据处理方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，在施工前，将井下传感器按照安装位置、物理特性进行分类，把安装位置距离近并且物理特性相近的传感器划分为同一类，同一类传感器连接同一个数据采集终端；创建传感器信息表T和数据监视表D，表T用于记录传感器的信息，表T中的每一行数据表示一台传感器的信息，具体信息包含：传感器标识，所属数据采集终端，数据长度，最小精度值，其中，传感器标识是传感器的唯一标识，不同的传感器标识表示不同的传感器，在表T中用10进制数表示，并且不小于128；所属数据采集终端是指接收所述传感器的测量信号的数据采集终端的标识，所述标识是数据采集终端的唯一标识，在表T中用10进制表示；数据长度是指所述传感器的测量值转换为比特位格式的长度；最小精度值表示所述传感器测量信号的最小精度，在表T中用浮点数表示；表D用于实时监视数据处理终端接收传感器测量值的情况，表D中的每一行数据表示一台传感器所采集数据的情况，具体内容包含：传感器标识、已接收数据的计数器，其中计数器是指传感器所采集信号的序号，初始值为1，自传感器上电开始，传感器每次接收一次信号，计数器的值加一，计数器的最大值为256，如果计数器的值大于256，则重新赋值为1，表D中记录了每一台传感器已接收数据的所有计数器，不包含异常数据或遗漏数据所对应的计数器在内；步骤2，数据采集终端实时接收各传感器输出的信号，并对信号进行解析，生成总长度为17+M个比特位的数据格式，其中，M值表示信号测量值转换为比特位的长度，M值由所采集信号确定；第1个至第8个比特位表示传感器标识；第9个至第16个比特位表示计数器；第17个比特位为符号位，表示测量值的符号，0表示正数，1表示负数；第18个至第17+M个比特位表示传感器采集信号的测量值；数据采集终端对解析后的数据进行保存，对于每个传感器，在数据采集终端中最多保存256条数据，当达到存储容量上限时，最新解析的数据覆盖计数器相同的数据；步骤3，数据采集终端实时接收多个传感器的测量信号，并且对信号进行解析，然后对解析后的所有传感器数据进行拼接组装，组装为如下形式：信号1数据、...、信号n数据、校验位，其中，校验位用于验证数据处理终端接收的数据是否正确，占用1个比特位表示；数据采集终端把组装后的数据以K赫兹的频率通过通道1传输至数据处理终端，其中K赫兹是指1秒内发送数据K次，K值是信号1、信号2、...、信号n中的最大采集频率值；数据采集终端发送数据时，把尚未更新采集数据的信号所对应的位置赋值为0；步骤4，每一个数据采集终端通过通道1把数据传输至数据处理终端，数据处理终端接收所有数据采集终端发送的数据，然后对数据进行解析，计算步骤如下：1、数据处理终端接收一组数据后，根据校验方法检测数据处理终端接收的数据是否正常，如果数据不正常，则停止计算；如果数据正常，则进入下一步计算；2、解析传感器标识，将第1至第8个比特位转换为10进制数据，获得传感器标识，并且与表T进行匹配，获得传感器对应的数据长度和最小精度，分别记为m和f；3、解析计数器，将第9至第16个比特位转换为10进制数据，计算出计数器值，记为d1，根据已解析的传感器标识，在表D中查找对应传感器已接收数据中的最大计数器值，记为p，然后进行求模运算，即：令q=[p/256]，q为p/256的计算结果的整数部分，则实际计数器值d2=d1+256×q，然后在表D中增加对应传感器的计数器值d2；4、解析测量值，将第18至第17+m个比特位转换为10进制数据d，则测量值v=d×f；如果第17个比特位为1，则v=-1×d×f；把测量值v实时传输至监控系统；5、参照步骤4所述方法2、3、4，从第18+m个比特位开始，继续解析计算，如果第18+m个比特位为0，则按照顺序依次查找，从不为0的比特位开始继续计算；步骤5，数据处理终端实时监视数据接收情况，计算步骤如下：1、在每一次表D更新后，遍历表D中的每一行，判断是否有未正常接收的数据，计算方法如下：遍历表D中的每一行，首先根据传感器标识，判断所述传感器对应的通道2和通道3是否均在空闲状态，如果在占用状态，则停止计算；如果均在空闲状态，则继续计算，查找所述传感器已接收数据中最大的计数器值，记为d3，然后在所述传感器对应的行中，筛选出在0至d3的整数区间范围内并且未在表D中保存的所有整数集合，记为E，其中集合E中的每一个元素均为正整数；2、数据处理终端对集合E中的所有元素进行转换，生成8×(n+1)个比特位的数据格式，其中n表示集合E中的元素个数，第1个至第8个比特位为传感器标识，后面每8个比特位表示集合E中所对应的一个元素；3、数据处理终端通过通道2把转换后的数据格式发送至传感器所对应的数据采集终端，数据采集终端对接收到的数据进行解析，并根据解析得到的传感器标识和计数器，在数据采集终端储存的数据中查找所对应的保存数据，所述保存数据为比特位格式，然后对所有符合条件的保存数据进行分块拼接组装，每一块拼接组装为如下形式：计数器1对应数据、...、计数器2对应数据、校验位，数据采集终端按照分块把组装后的数据依次通过通道3传输至数据处理终端，其中对符合条件的保存数据进行分块的计算方法如下：假设符合条件的保存数据的数量为N1，数据采集终端通过通道3传输保存数据的数量最大为N2，则分块传输的次数为N3=[N1/N2]+1，[N1/N2]为N1/N2计算结果的整数部分；4、数据处理终端通过通道3接收数据采集终端发送的数据，参考步骤4所述方法进行处理。