CN115499023B

CN115499023B - 一种无线路由器抗放电干扰方法及装置

Info

Publication number: CN115499023B
Application number: CN202211442295.9A
Authority: CN
Inventors: 刘兴发; 余光凯; 干喆渊; 张建功; 万保权; 贺伟; 路遥; 刘庭; 赵军
Original assignee: China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
Current assignee: China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
Priority date: 2022-11-18
Filing date: 2022-11-18
Publication date: 2023-03-24
Anticipated expiration: 2042-11-18
Also published as: CN115499023A

Abstract

本发明公开了一种无线路由器抗放电干扰方法及装置。其中，方法包括：将接收的无线通信设备接收信号进行采样，确定离散序列，并进行短时傅里叶变换，确定时频分布图，其中无线通信设备接收信号包括wifi通信信号以及放电干扰信号；根据时频分布图，确定放电干扰曲线，并在时频分布图中剔除放电干扰曲线，确定剔除放电干扰曲线的时频分布图；将剔除放电干扰曲线的时频分布图进行时域‑频域变换，确定剔除放电干扰曲线的视频分布图对应的频域信号，并对剔除放电干扰曲线的视频分布图对应的频域信号进行低于预设放电干扰信号的频率宽度的信号滤除，确定wifi频域信号；对wifi频域信号进行快速傅里叶逆变换，确定wifi通信信号。

Description

一种无线路由器抗放电干扰方法及装置

技术领域

本发明涉及输变电技术领域，并且更具体地，涉及一种无线路由器抗放电干扰方法及装置。

背景技术

在高电位作业的智能巡检设备采用wifi与地面通信，从而实现智能巡检设备的控制和作业。高压带电导体难免存在电晕放电和火花放电等现象，当设备接近高压带电体时，还会产生电弧放电。这些放电会产生一系列的高频脉冲，地面发射的wifi信号传播到智能巡检设备处已经比较微弱，加上设备附近的放电干扰，使巡检设备接收wifi信号收到较大影响，导致通信不畅、甚至中断，从而影响智能巡检设备的正常作业和作业效率。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种无线路由器抗放电干扰方法及装置。

根据本发明的一个方面，提供了一种无线路由器抗放电干扰方法，包括：

将接收的无线通信设备接收信号进行采样，确定离散序列，并进行短时傅里叶变换，确定时频分布图，其中无线通信设备接收信号包括wifi通信信号以及放电干扰信号；

根据时频分布图，确定放电干扰曲线，并在时频分布图中剔除放电干扰曲线，确定剔除放电干扰曲线的时频分布图；

将剔除放电干扰曲线的时频分布图进行时域-频域变换，确定剔除放电干扰曲线的视频分布图对应的频域信号，并对剔除放电干扰曲线的视频分布图对应的频域信号进行低于预设放电干扰信号的频率宽度的信号滤除，确定wifi频域信号；

对wifi频域信号进行快速傅里叶逆变换，确定wifi通信信号，其中

根据时频分布图，确定放电干扰曲线的操作，包括：

遍历时频分布图的横轴寻找wifi通信信号和放电干扰信号的两个交点；

连接两个交点，确定放电干扰曲线。

可选地，在时频分布图中剔除放电干扰曲线，确定剔除放电干扰曲线的时频分布图的操作，包括：

根据时频分布图确定纵坐标频率分量对应的幅值；

将幅值与放电干扰曲线做差，确定剔除放电干扰曲线的频分布图。

根据本发明的另一个方面，提供了一种无线路由器抗放电干扰装置，包括：

第一确定模块，用于将接收的无线通信设备接收信号进行采样，确定离散序列，并进行短时傅里叶变换，确定时频分布图，其中无线通信设备接收信号包括wifi通信信号以及放电干扰信号；

第二确定模块，用于根据时频分布图，确定放电干扰曲线，并在时频分布图中剔除放电干扰曲线，确定剔除放电干扰曲线的时频分布图；

第三确定模块，用于将剔除放电干扰曲线的时频分布图进行时域-频域变换，确定剔除放电干扰曲线的视频分布图对应的频域信号，并对剔除放电干扰曲线的视频分布图对应的频域信号进行低于预设放电干扰信号的频率宽度的信号滤除，确定wifi频域信号；

第四确定模块，用于对wifi频域信号进行快速傅里叶逆变换，确定wifi通信信号，其中

第二确定模块，包括：

寻找子模块，用于遍历时频分布图的横轴寻找wifi通信信号和放电干扰信号的两个交点；

第一确定子模块，用于连接两个交点，确定放电干扰曲线。

根据本发明的又一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行本发明上述任一方面所述的方法。

根据本发明的又一个方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：处理器；用于存储所述处理器可执行指令的存储器；所述处理器，用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述指令以实现本发明上述任一方面所述的方法。

从而，本申请提出的无线路由器抗放电干扰方法，根据放电的无线电噪声特性，采用时频域分析、脉冲特性分析等数字信号处理方式，消除放电对wifi信号的干扰，提高智能巡检设备作业的可靠性和效率。

附图说明

通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：

图1是本发明一示例性实施例提供的无线路由器抗放电干扰方法的流程示意图；

图2是本发明一示例性实施例提供的智能巡检设备的无线路由器工作方式和抗放电干扰模块的示意图；

图3是本发明一示例性实施例提供的采集的无线通信设备接收信号（时频信号）示意图；

图4是本发明一示例性实施例提供的无线通信设备接收信号的频率特性示意图；

图5是本发明一示例性实施例提供的快速傅里叶变换后的时频分布图；

图6是本发明一示例性实施例提供的放电信号的频率特性示意图；

图7是本发明一示例性实施例提供的wifi频域信号示意图；

图8是本发明一示例性实施例提供的无线路由器抗放电干扰装置的结构示意图；

图9是本发明一示例性实施例提供的电子设备的结构。

具体实施方式

下面，将参考附图详细地描述根据本发明的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是本发明的全部实施例，应理解，本发明不受这里描述的示例实施例的限制。

应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

本领域技术人员可以理解，本发明实施例中的“第一”、“第二”等术语仅用于区别不同步骤、设备或模块等，既不代表任何特定技术含义，也不表示它们之间的必然逻辑顺序。

还应理解，在本发明实施例中，“多个”可以指两个或两个以上，“至少一个”可以指一个、两个或两个以上。

还应理解，对于本发明实施例中提及的任一部件、数据或结构，在没有明确限定或者在前后文给出相反启示的情况下，一般可以理解为一个或多个。

另外，本发明中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本发明中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

还应理解，本发明对各个实施例的描述着重强调各个实施例之间的不同之处，其相同或相似之处可以相互参考，为了简洁，不再一一赘述。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本发明实施例可以应用于终端设备、计算机***、服务器等电子设备，其可与众多其它通用或专用计算***环境或配置一起操作。适于与终端设备、计算机***、服务器等电子设备一起使用的众所周知的终端设备、计算***、环境和/或配置的例子包括但不限于：个人计算机***、服务器计算机***、瘦客户机、厚客户机、手持或膝上设备、基于微处理器的***、机顶盒、可编程消费电子产品、网络个人电脑、小型计算机***﹑大型计算机***和包括上述任何***的分布式云计算技术环境，等等。

终端设备、计算机***、服务器等电子设备可以在由计算机***执行的计算机***可执行指令(诸如程序模块)的一般语境下描述。通常，程序模块可以包括例程、程序、目标程序、组件、逻辑、数据结构等等，它们执行特定的任务或者实现特定的抽象数据类型。计算机***/服务器可以在分布式云计算环境中实施，分布式云计算环境中，任务是由通过通信网络链接的远程处理设备执行的。在分布式云计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备的本地或远程计算***存储介质上。

示例性方法

图1是本发明一示例性实施例提供的无线路由器抗放电干扰方法的流程示意图。本实施例可应用在电子设备上，如图1所示，无线路由器抗放电干扰方法100包括以下步骤：

步骤101，将接收的无线通信设备接收信号进行采样，确定离散序列，并进行短时傅里叶变换，确定时频分布图，其中无线通信设备接收信号包括wifi通信信号以及放电干扰信号；

步骤102，根据时频分布图，确定放电干扰曲线，并在时频分布图中剔除放电干扰曲线，确定剔除放电干扰曲线的时频分布图；

步骤103，将剔除放电干扰曲线的时频分布图进行时域-频域变换，确定剔除放电干扰曲线的视频分布图对应的频域信号，并对剔除放电干扰曲线的视频分布图对应的频域信号进行低于预设放电干扰信号的频率宽度的信号滤除，确定wifi频域信号；

步骤104，对wifi频域信号进行快速傅里叶逆变换，确定wifi通信信号，其中

根据时频分布图，确定放电干扰曲线的操作，包括：

连接两个交点，确定放电干扰曲线。

根据时频分布图确定纵坐标频率分量对应的幅值；

具体地，图2示出了智能巡检设备的无线路由器工作方式和抗放电干扰模块，本申请提出的无线路由器抗放电干扰方法均在放电干扰模块中实现。放电干扰模块的工作方式如下：首先是获得无线通信设备的无线电接收信号，即无线通信设备接收信号，然后对其进行时频域功率密度特性分析和频率特性分析，确定放电噪声信号的频率和功率模型，滤掉无线信号中的放电干扰信号，再对得到的无线信号进行时频变化，最终得到的无线电信号输出。具体步骤如下：

（1）对智能巡检设备无线通信设备接收信号s(t)进行采样，采样频率为f _s，截止频率为f _c，采样后的信号长度为N，得到离散序列s(n)。n=1,2,3，……,N。s(n)信号包含wifi通信信号和放电干扰信号，下面步骤是进行干扰信号的滤除，其中无线通信设备接收信号s(t)如图3所示，无线通信设备接收信号的频率特性如图4所示。

（2）将离散序列s（n）进行时频特性分析。首先将是离散序列s（n）进行短时傅里叶变化，得到离散序列s（n）的时频分布图，如图5所示，得到三个量，即时频分布图的横坐标为时间t，t=(n-1)*f _s /N，纵坐标是离散序列s（n）信号的频率分量，s（n）频率分量对应的幅值为p（n）。

（3）参考图5所示，由（2）得到的时频分布图，遍历时间轴，寻找功率分布曲图中两曲线的两个交点，连接两个交点，得到放电干扰的近似曲线放电干扰曲线ri1，其中放电信号的频率特性如图6所示。

（4）剔除放电近似信号。在时频分布图中利用幅值p(n)去掉放电干扰曲线ri1。

（5）对剔除了放电近似干扰的时频分布进行时频-频域变换，得到剔除信号后的无干扰频域信号Y（f）。

（6）设定放电干扰信号的频率宽度为b1。其中，b1<12kHz，是根据放电的大量实验得到的数据。

（7）对无干扰频域信号Y(f)进行处理。滤除宽度低于放电干扰信号频率宽度b1的信号，得到wifi频域信号Y2（f）。

（8）对wifi频域信号Y2(f)进行IFFT变换，得到wifi通信信号s2(t)。

（9）输出wifi频域信号Y2(f)和wifi通信信号s2(t)，如图7所示。得到的wifi频域信号Y2(f)和wifi通信信号s2(t)就是滤除干扰后的信号，即智能巡检设备接收到的正常通信信号。

从而，本申请提出的无线路由器抗放电干扰方法可在无线路由器固件中加该处理方法形成的程序，或者在无线路由器天线后端加入该处理方法形成的模块，排除放电形成的电磁脉冲对无线理由器的干扰，为电网智能巡检设备提供可靠性高、抗干扰能力强的无线通信设备，大大降低目前智能巡检设备普遍存在的数据延时和通信中断而造成的可靠性不高、效率的问题，为电网智能巡检设备的广发应用提供有力的技术保障。

示例性装置

图8是本发明一示例性实施例提供的无线路由器抗放电干扰装置的结构示意图。如图8所示，装置800包括：

第一确定模块810，用于将接收的无线通信设备接收信号进行采样，确定离散序列，并进行短时傅里叶变换，确定时频分布图，其中无线通信设备接收信号包括wifi通信信号以及放电干扰信号；

第二确定模块820，用于根据时频分布图，确定放电干扰曲线，并在时频分布图中剔除放电干扰曲线，确定剔除放电干扰曲线的时频分布图；

第三确定模块830，用于将剔除放电干扰曲线的时频分布图进行时域-频域变换，确定剔除放电干扰曲线的视频分布图对应的频域信号，并对剔除放电干扰曲线的视频分布图对应的频域信号进行低于预设放电干扰信号的频率宽度的信号滤除，确定wifi频域信号；

第四确定模块840，用于对wifi频域信号进行快速傅里叶逆变换，确定wifi通信信号，其中

第二确定模块820，包括：

第一确定子模块，用于连接两个交点，确定放电干扰曲线。

可选地，第二确定模块820，包括：

第二确定子模块，用于根据时频分布图确定纵坐标频率分量对应的幅值；

第三确定子模块，用于将幅值与放电干扰曲线做差，确定剔除所述放电干扰曲线的时频分布图。

示例性电子设备

图9是本发明一示例性实施例提供的电子设备的结构。如图9所示，电子设备90包括一个或多个处理器91和存储器92。

处理器91可以是中央处理单元（CPU）或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其他形式的处理单元，并且可以控制电子设备中的其他组件以执行期望的功能。

存储器92可以包括一个或多个计算机程序产品，所述计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质，例如易失性存储器和/或非易失性存储器。所述易失性存储器例如可以包括随机存取存储器（RAM）和/或高速缓冲存储器（cache）等。所述非易失性存储器例如可以包括只读存储器（ROM）、硬盘、闪存等。在所述计算机可读存储介质上可以存储一个或多个计算机程序指令，处理器91可以运行所述程序指令，以实现上文所述的本发明的各个实施例的软件程序的方法以及/或者其他期望的功能。在一个示例中，电子设备还可以包括：输入装置93和输出装置94，这些组件通过总线***和/或其他形式的连接机构（未示出）互连。

此外，该输入装置93还可以包括例如键盘、鼠标等等。

该输出装置94可以向外部输出各种信息。该输出装置94可以包括例如显示器、扬声器、打印机、以及通信网络及其所连接的远程输出设备等等。

当然，为了简化，图9中仅示出了该电子设备中与本发明有关的组件中的一些，省略了诸如总线、输入/输出接口等等的组件。除此之外，根据具体应用情况，电子设备还可以包括任何其他适当的组件。

示例性计算机程序产品和计算机可读存储介质

除了上述方法和设备以外，本发明的实施例还可以是计算机程序产品，其包括计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本发明各种实施例的方法中的步骤。

所述计算机程序产品可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明实施例操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言，诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。

此外，本发明的实施例还可以是计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本发明各种实施例的对历史变更记录进行信息挖掘的方法中的步骤。

所述计算机可读存储介质可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的***、***或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子（非穷举的列表）包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦式可编程只读存储器（EPROM或闪存）、光纤、便携式紧凑盘只读存储器（CD-ROM）、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。

以上结合具体实施例描述了本发明的基本原理，但是，需要指出的是，在本发明中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本发明的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本发明为必须采用上述具体的细节来实现。

本说明书中各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似的部分相互参见即可。对于***实施例而言，由于其与方法实施例基本对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本发明中涉及的器件、***、设备、***的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、***、设备、***。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。

可能以许多方式来实现本发明的方法和***。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的方法和***。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本发明实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本发明的方法的机器可读指令。因而，本发明还覆盖存储用于执行根据本发明的方法的程序的记录介质。

还需要指出的是，在本发明的***、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案。提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本发明。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本发明的范围。因此，本发明不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。

为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本发明的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。

Claims

1.一种无线路由器抗放电干扰方法，其特征在于，包括：

将接收的无线通信设备接收信号进行采样，确定离散序列，并进行短时傅里叶变换，确定时频分布图，其中所述无线通信设备接收信号包括wifi通信信号以及放电干扰信号；

根据所述时频分布图，确定放电干扰曲线，并在所述时频分布图中剔除所述放电干扰曲线，确定剔除所述放电干扰曲线的时频分布图；

将所述剔除所述放电干扰曲线的时频分布图进行时域-频域变换，确定剔除所述放电干扰曲线的视频分布图对应的频域信号，并对剔除所述放电干扰曲线的视频分布图对应的频域信号进行低于预设放电干扰信号的频率宽度的信号滤除，确定wifi频域信号；

对所述wifi频域信号进行快速傅里叶逆变换，确定所述wifi通信信号，其中

根据所述时频分布图，确定放电干扰曲线的操作，包括：

遍历所述时频分布图的横轴寻找所述wifi通信信号和所述放电干扰信号的两个交点；

连接所述两个交点，确定所述放电干扰曲线。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述时频分布图中剔除所述放电干扰曲线，确定剔除所述放电干扰曲线的时频分布图的操作，包括：

根据所述时频分布图确定纵坐标频率分量对应的幅值；

将所述幅值与所述放电干扰曲线做差，确定剔除所述放电干扰曲线的频分布图。

3.一种无线路由器抗放电干扰装置，其特征在于，包括：

第一确定模块，用于将接收的无线通信设备接收信号进行采样，确定离散序列，并进行短时傅里叶变换，确定时频分布图，其中所述无线通信设备接收信号包括wifi通信信号以及放电干扰信号；

第二确定模块，用于根据所述时频分布图，确定放电干扰曲线，并在所述时频分布图中剔除所述放电干扰曲线，确定剔除所述放电干扰曲线的时频分布图；

第三确定模块，用于将所述剔除所述放电干扰曲线的时频分布图进行时域-频域变换，确定剔除所述放电干扰曲线的视频分布图对应的频域信号，并对剔除所述放电干扰曲线的视频分布图对应的频域信号进行低于预设放电干扰信号的频率宽度的信号滤除，确定wifi频域信号；

第四确定模块，用于对所述wifi频域信号进行快速傅里叶逆变换，确定所述wifi通信信号，其中

第二确定模块，包括：

寻找子模块，用于遍历所述时频分布图的横轴寻找所述wifi通信信号和所述放电干扰信号的两个交点；

第一确定子模块，用于连接所述两个交点，确定所述放电干扰曲线。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，第二确定模块，包括：

第二确定子模块，用于根据所述时频分布图确定纵坐标频率分量对应的幅值；

第三确定子模块，用于将所述幅值与所述放电干扰曲线做差，确定剔除所述放电干扰曲线的时频分布图。

5.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行上述权利要求1-2任一所述的方法。

6.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

处理器；

用于存储所述处理器可执行指令的存储器；

所述处理器，用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述指令以实现上述权利要求1-2任一所述的方法。