[发明专利]一种智能水表无磁计量滤波方法及设备

说明书

本发明公开了一种智能水表无磁计量滤波方法，所述方法包括以下步骤：主控模块以采样频率F通过控制模块开启或关闭初级线圈激励模块，采集激励状态下和非激励状态下至少一个周期内的实际AD值，并计算所述实际AD值每相邻两基点之间的斜率，并预测下一周期对应的预估AD值；根据非激励状态下斜率的变化情况判断是否存在干扰，若存在干扰，则将激励状态下同一采样周期的实际AD值进行替换，实现滤波，进一步根据激励状态下的实际AD值斜率的变化情况调整采样频率F。本发明还公开了一种采用上述智能水表无磁计量滤波方法的滤波设备。本发明解决了现有智能水表采用无磁计量方式进行用水计量过程中，存在射频信号干扰，导致出现用水误计量的问题。

技术领域

本发明涉及超声波计量技术领域，尤其涉及一种智能水表无磁计量滤波方法及设备。

背景技术

目前，检测流体，例如液体、气体的流速或流量时，通过流体推动机械部分转动来计算液体、气体的流速或流量。现有的机械表流体计量包括磁体计量和无磁计量技术。主流的流体计量方式为磁体计量，其中，传感器大多采用干簧管、霍尔元件，这几种传感器都带有磁的特性，在磁场作用下会发出脉冲信号。但都有着较为明显的缺点，例如：干簧管采用玻璃封装，在温差较大的区域和运输途中容易炸裂，且动作次数有限，不能做作为高精度的计量；霍尔元件为潮敏器件，容易受湿度的影响，导致器件静态电流偏大，引起计量设备的电池被提前消耗。同时，上述磁性传感器，当有磁体靠近时会导致计量出现问题，在用户模拟计量过程中，会反向抵消计量脉冲，无法避免磁场的干扰。基于磁性计量的装置，其永磁铁处于旋转状态，当磁性传感器经过磁铁附近，容易受外界磁性干扰，引起计量出错。而无磁计量不需要磁铁触发即可实现计量，精度较高，拥有较高的稳定性和较强的抗强磁干扰能力，真正实现滴漏计量，已经慢慢替代磁体计量。

无磁计量方式给水计量带来了技术上的突破，但也无法避免射频信号干扰的问题。目前，无磁计量水表通信方式采用的是窄带物联网(Narrow Band Internet ofThings，以下简称为NB-IoT)模块实现通信，而NB-IoT模块通信过程特别是附网过程中的干扰会引起加量出错，根本原因是由于模组上报过程中产生的辐射所引起感应线圈电流的波动，从而引起误计量，通信网络环境越差越容易引起这种情况。

现有的滤除干扰的方式包括小波去噪、平滑去噪和BP神经网络。其中，小波去噪是一种时频局部化分析方法，具有多分辨率分析的特点，时间窗和频率窗可以改变，并且在时频两域都可以表征信号的局部特征，可以通过分解，去掉高频部分，但该方式计算量大，局部特征很难全面反应无磁的干扰信号；平滑滤波方法通过机械性的对多个数据求平均，能满足低功耗应用，但是突兀的噪声易导致整体数据变化大，且水表需要多次采样，在流量变化大的情况下时实时性较差，且易导致数据丢失；BP神经网络算法收敛速度快，但迭代时间长，且计算量大，不适合低功耗水表的应用。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种智能水表无磁计量滤波方法及设备，旨在解决现有的智能水表采用无磁计量方式进行用水计量的过程中，存在射频信号干扰，导致出现用水误计量的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种智能水表无磁计量滤波方法及设备，其中，所述智能水表无磁计量滤波方法包括以下步骤：

S1、主控模块以采样频率F通过控制模块开启初级线圈激励模块，产生激励信号，采集模块采集激励状态下至少一个周期内的实际AD值；

S2、主控模块以采样频率F通过控制模块关闭初级线圈激励模块，无激励信号产生，采集模块采集非激励状态下至少一个周期内的实际AD值；

S3、分别计算激励状态下和非激励状态下采集的实际AD值每相邻两基点之间的斜率；

S4、根据步骤S3获取的激励状态下的所述斜率预测下一周期对应的预估AD值；

S5、主控模块根据非激励状态下的实际AD值在对应周期范围内相邻两基点之间的斜率变化情况，判断是否存在干扰；