[发明专利]一种基于巴特沃斯数字低通滤波的水位测量方法

权利要求书

1.一种基于巴特沃斯数字低通滤波的水位测量方法，其特征在于，包括下述步骤：

a、使用一种基于双静压传感器的水位计进行采样测量，测得实时水位深度数字信息量；

b、根据自定义的通讯协议对实时水位深度数字信息量的数据格式进行校验，若格式正确，提取实测水位值，得B1和B2值，若格式错误，返回步骤a；

c、对B1、B2值分别做限幅滤波处理，得C1和C2值；

d、使用巴特沃斯低通滤波器并依据二阶巴特沃斯数字低通滤波算法对C1、C2值分别进行数字低通滤波处理，得D1和D2值；

e、对D1值进行偏差率补偿，得E值；

f、对E值进行高程补偿，得F值；

g、对F值进行水位预警处理，当F值大于或等于所设警戒值的时候，显示预警信息和水位信息并存储，当F值小于预警值的时候，只显示水位信息并存储。

2.根据权利要求1所述的一种基于巴特沃斯数字低通滤波的水位测量方法，其特征在于：所述步骤a中的一种基于双静压传感器的水位计包括上路静压传感器和下路静压传感器；实时水位深度数字信息量包括上、下两路静压传感器所测得水位信息、水位计编号和循环冗余校验码。

3.根据权利要求1所述的一种基于巴特沃斯数字低通滤波的水位测量方法，其特征在于：所述步骤b中的B1值为水位计的下路静压传感器测得的实测水位值，B2值为水位计的上路静压传感器测得的实测水位值。

4.根据权利要求1所述的一种基于巴特沃斯数字低通滤波的水位测量方法，其特征在于：所述步骤c中的限幅滤波处理为，限制后一个数据相对于前一个数据的变化幅度，当变化幅度小于或等于规定值时不对数据进行改变，当变化幅度大于规定值时，后一个值的大小等于前一个值加上或减去规定值，且后一个值与前一个值的大小关系在变化前后保持不变。

5.根据权利要求1所述的一种基于巴特沃斯数字低通滤波的水位测量方法，其特征在于：所述步骤d中的巴特沃斯低通滤波器的技术指标为阻带下限频率Fstop＝0.2Hz，滤波器阻带最小衰减Astop＝60dB，采样频率为Fs＝1s，通带上限频率Fpass＝0.005Hz，滤波器通带最大衰减Apass＝1dB；二阶巴特沃斯数字低通滤波算法的离散方程为a0y(n)=-Σj=12ajy(n-j)+Σi=02biu(n-i),]]>其中，y(n)为当前采样所需低通滤波输出的D1或D2值，y(n-j)为当前采样前第j个低通滤波输出的D1或D2值，u(n-i)为当前采样前第i个低通滤波输入的C1或C2值，系数a0、a1、a2、b0、b1和b2分别为1.000000000000000e+00、-1.937740918625988e+00、9.396213619136620e-01、4.701108219185550e-04、9.402216438371100e-04和4.701108219185550e-04；特别地，对于第一个输入值u(0),其输出y(0)＝(b₀+b₁+b₂-a₀-a₁)u(0),对于第二个输入值u(1),其输出y(1)＝-a₀y(0)-a₁u(0)+b₀u(1)+b₁u(0)+b₁u(0)。