绝缘子泄漏电流数据压缩方法的研究与DSP系统实现

摘要

电力绝缘子泄漏电流是表征绝缘子运行状态的重要数据，能够科学地表征绝缘子绝缘水平。但为了分析其高频特性，采样数据量需要很大，其庞大的采集数据量给数据通信和存储造成了严重的负担。数据压缩方法能够有效减小数据量，降低传输带宽要求。根据现有数据压缩方法，结合泄漏电流数据特征，提出了利用EMD(empiricalmodedecomposition)对数据进行分解，并用分形理论对泄漏电流数据进行压缩和恢复的方法。实验表明，它比现有的数据压缩方法更好。
　　 为了体现分形算法更适合对连续、不可导的、非平稳的信号进行处理，本文应用成熟的小波变换技术在压缩比和重构误差方面与分形进行对比可知，分形理论的压缩效果更胜一筹。
　　 通过对分维数的研究，揭示了分形几何与传统Euclid(欧几里得)几何的根本区别。分维是分形的基本特征，是信号自相似程度的度量，以盒维为例，绝缘子泄漏电流的盒维数在1和2之间，通过维数的大小可以对绝缘子泄漏电流的波形状态进行判定。研究结果表明，信号越复杂，分维数越大。
　　 为了达到更好的压缩效果，本文提出了EMD和分形相结合的算法，首先运用经验模态分解EMD的方法将信号分解得到若干个不同频率的固有模态分量IMF，将泄漏电流分解成三段频率波。根据泄漏电流不同频率段的组分选取不同的段长，确定不同的压缩比。然后使用分形算法对各个频段分别进行压缩处理。实验表明，该方法可以完全得到预期的效果。
　　 最后本文介绍了分形数据压缩编码在DSP2812上的设计以及传输系统的构架。对数据外设接口SPI进行了详细的描述，实现了DSP2812与Zigbee之间的数据通信，以便完成数据传输。接着，对DSP2812进行了分析设计，完成了内存空间的分配。最后介绍了传输系统的特点，引出了长链树状拓扑结构的无线传感网络。