[发明专利]一种基于工业物联网的带电源扰动的光闪烁检测系统及其检测方法

权利要求书

1.一种基于工业物联网的带电源扰动的光闪烁检测系统，其特征在于：包括数据采集系统、控制系统和后台处理系统，所述数据采集系统包括暗室(1)、示波器(2)和光电接收器(3)，所述控制系统包括可编程电源(5)和中控平台(6)，所述后台处理系统包括客户端(7)、云服务器(8)和后台处理计算机(9)；所述示波器(2)、光电接收器(3)和被测样品(4)均置于暗室(1)内，所述暗室(1)为无杂散光进入的密闭性空间，所述光电接收器(3)通过线路连接在示波器(2)上，所述光电接收器(3)用于采集被测样品(4)所发出来的高频光信号，所述被测样品(4)通过线路连接在可编程电源(5)一端，并通过可编程电源(5)为其供电，所述可编程电源(5)、示波器(2)另一端均通过线路连接至中控平台(6)，所述中控平台(6)通过线路连接云服务器(8)，所述云服务器(8)分别连接客户端(7)、后台处理计算机(9)，所述客户端(7)通过测试要求发送相关指令到中控平台(6)以控制可编程电源(5)输出相应的电信号来点亮被测样品(4)，所述中控平台(6)控制可编程电源(5)的电源输出，并通过示波器(2)接收光电接收器(3)收集的高频光信号，所述中控平台(6)通过无线传输系统将接收到的光信号发送到云服务器(8)，所述后台处理系统将云服务器(8)接收到的数据通过后台处理计算机(9)完成计算并呈现出最后的结果以及出具检测报告。

2.如权利要求1所述的光闪烁检测系统，其特征在于：所述示波器(2)和光电接收器(3)为一套用于接收高频光信号的光信号采集和显示系统，所述示波器(2)通过网线、数据线或无线网连接中控平台(6)，并将探测到的光信号数据传输到中控平台(6)，所述光电接收器(3)为一个接收高频光信号的信号采集器。

3.如权利要求1所述的光闪烁检测系统，其特征在于：所述可编程电源(5)通过网线或数据线连接到中控平台(6)，所述可编程电源(5)接受中控平台(6)的控制信号并做出输出响应，以输出被测样品(4)所需要的电参数来点亮被测样品(4)。

4.如权利要求1所述的光闪烁检测系统，其特征在于：所述中控平台(6)通过有线或无线方式来接收和发送信号，并将处理好的数据通过无线发射模块发送至云服务器(8)。

5.如权利要求1所述的光闪烁检测系统，其特征在于：所述客户端(7)为测试操作端，所述客户端(7)控制中控平台(6)按照要求进行测试，所述客户端(7)将云服务器(8)的测试数据通过后台处理计算机(9)和计算软件进行计算，以完成测试并出具报告。

6.如权利要求1所述的光闪烁检测系统，其特征在于：所述数据采集系统收集灯具和光源的光输出波形，并通过控制系统发送至后台处理系统，所述后台处理系统采用微服务架构，并通过系统中的日志系统查看是否有攻击的情况以及集群的资源使用情况。

7.如权利要求1所述的光闪烁检测系统，其特征在于：所述光闪烁检测系统的部署采用docker加kubernetes进行部署，将每一个微小的服务打包成docker，镜像部署在服务器，再使用Kubernetes统一管理每一个微服务；当服务器硬件资源不够使用时动态的添加机器，以扩展系统的整体性能。

8.一种如权利要求1至7中任一项所述的光闪烁检测系统的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)连接好检测系统，先将稳定好的60W白炽灯作为被测样品(4)安装到支架上，然后通过客户端(7)设置可编程电源(5)在输出230V、50Hz的同时施加8.8Hz调制频率和0.275％的相对电压波动的电信号给到被测样品(4)；

2)将光电接收器(3)放置在被测样品(4)下方能接收到光的地方，采集180秒以上的光信号，并将测试数据传输到后台处理计算机(9)，并通过计算软件进行处理得到计算结果；

3)将上述测试得到的光信号数据以四个数学模型为基础，使用python语言进行程序代码编译与计算分析，即可得出光闪烁计算结果然后通过该模型测试其他被测样品。

9.如权利要求8所述的检测方法，其特征在于，所述四个数学模型具体为，

模块1：照度适配器

照度适配电路：

一阶低通滤波器传递函数：

模块2：加权滤波器

眼睛-大脑反应加权滤波器：

基准60W白炽灯的模拟频率响应函数：

标准电压闪烁计的传递函数：

由以上(1)(2)(3)(4)可以得到

模块3：平方乘法器、滑动均值滤波器和放大器

白炽灯的照度波形：E(t)＝{1+(d_E/2)·sin(2πf_mt)} (6)

模块4：统计分析

E(t)＝{1-(d_r/2)·cos(2πf_rt)}·{1+(dE/2)·signum(sin(2πf_mt))} (7)

式中，S是复数拉普拉斯变量；τ_LPSC是滤波器的时间常数，设置为10s；K＝3.57；τ_L1＝0.02ms；τ_L2＝21.2ms；E(t)是相对照度；f_m＝8.8Hz，是调制频率＝1/T_m；d_E＝0.630％，是照度的正弦波调制的相对变化的百分比；E(t)是相对照度；f_r＝100Hz，是叠加到直流分量上的照度纹波的频率；d_r＝22％，是100Hz照度纹波的相对变化的百分比；signum(x)为signum函数，x＞0时，signum(x)＝1；当x＝0时，signum(x)＝0；x＜0时，signum(x)＝-1。