JPH01150201A - Storage device for waveform data - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To reduce the number of stored data and to reduce the load of a storage medium by forming a waveform capable of reading input data periodically and changing the data with time, approximating the waveform with a polygonal line and storing the coordinates of a kinked point of the polygonal line. CONSTITUTION:A signal inputted to a multiplexer 1 is converted into a digital signal 3 by a A/D converter 3 and the digital signal is inputted to an input port 4. A CPU 6 stores signals inputted at a fixed sampling period in a RAM 8 and approximates the stored data with a polygonal line so that several data are approximated with one polygonal line. When data exceeding an allowable error range are inputted, a kinked point is determined to approximate the data with a new polygonal line and then the data are approximated with the new polygonal line. Thus, kinked points are successively found out and the coordinates of the obtained kinked points are stored in a data recorder 11 through an recorder interface 9. Consequently, the number of stored data can be reduced and the load of the recording medium can be also reduced.

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、波形データ記憶装置に関する。[Detailed description of the invention] [Purpose of the invention] (Industrial application field) The present invention relates to a waveform data storage device.

（従来の技術） 温度、流量、電圧、電流等のデータの経時的変化を半導
体メモリ、磁気テープ、磁気ディスク、光記憶媒１水等
の記憶媒体に記憶する波形データ記憶装置は一般に第１
図に示すような構成を採って・いる。(Prior Art) A waveform data storage device that stores temporal changes in data such as temperature, flow rate, voltage, and current in a storage medium such as a semiconductor memory, a magnetic tape, a magnetic disk, or an optical storage medium is generally a first storage device.
It has the configuration shown in the figure.

測定器チャンネルＣｈｉ、Ｃｈ２．Ｃｈ３．Ｃ１０から
のアナログ信号をマルチプレクサ１に取り込み、増幅器
２により各アナログ量を増幅し、これらのアナログ信号
をＡ／Ｄ変換器３によりデジタル信号に変換して入力ボ
ート４に入力される。Measuring instrument channels Chi, Ch2. Ch3. Analog signals from C10 are taken into a multiplexer 1, each analog quantity is amplified by an amplifier 2, and these analog signals are converted into digital signals by an A/D converter 3 and input to an input port 4.

そして、入力ボート４に与えられたデジタル信号は、パ
スライン５を介してＣＰＵ６に与えられるようになって
いる。さらに、パスライン５には、ＣＰＵ６、ＲＯＭ７
、ＲＡＭ８が接続され、さらにレコーダインタフェース
９、キーボード・表示インタフェース１０が接続されて
おり、このレコーダインタフェース９に対してデータレ
コーダ１１、キーボード・表示インタフェース１０に対
してＣＲＴのような表示器１２、キーボード１３がそれ
ぞれ接続されている。The digital signal applied to the input port 4 is applied to the CPU 6 via a pass line 5. Furthermore, the pass line 5 includes a CPU 6 and a ROM 7.
, RAM 8 are connected, and a recorder interface 9 and a keyboard/display interface 10 are also connected, and the recorder interface 9 is connected to a data recorder 11, and the keyboard/display interface 10 is connected to a display 12 such as a CRT, and a keyboard. 13 are connected to each other.

このような一般的な波形データ記憶装置にあって、従来
のＣＰＵ６の働きは次のようなものであった。In such a general waveform data storage device, the conventional CPU 6 functions as follows.

つまり、第５図のフローチャートに示すように、一定の
サンプリング周期Δｔを定め、時刻ｔｏから始めて（ス
テップ５１０１）、サンプリング周期Δを毎にデータＸ
。を読込み（ステップ８１０２〜５１０６　）　、ＲＡ
Ｍ８に記憶するのである（ステップ３１０７）。That is, as shown in the flowchart of FIG. 5, a fixed sampling period Δt is determined, and starting from time to (step 5101), data
. Read (steps 8102 to 5106), RA
It is stored in M8 (step 3107).

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の波形データ記憶装置で
は、一定の定められた周期Δを毎にデータを記憶するた
め、記憶媒体の消費が大きく、記憶装置の効率的な使用
ができない問題点があった。(Problems to be Solved by the Invention) However, in such conventional waveform data storage devices, data is stored at every fixed period Δ, which consumes a large amount of storage media, and the efficiency of the storage device is reduced. There was a problem that made it impossible to use it.

また、データの時間的変動が小さいときにはサンプリン
グ周期を長くし、時間的変動がある値以上になったとき
にはサンプリング周期を短くするという記憶装置も考え
られるが、この場合でも、データ側が常に所定値よりも
大きく変動していれば効果がない問題点がある。Another possibility is a storage device that lengthens the sampling period when the temporal fluctuation of data is small, and shortens the sampling period when the temporal fluctuation exceeds a certain value, but even in this case, the data side is always lower than the predetermined value. There is a problem that it will not be effective if there are large fluctuations.

この発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたも
ので、記憶媒体の消費を削減できる波形データ記憶装置
を提供することを目的とする。The present invention was made in view of these conventional problems, and an object of the present invention is to provide a waveform data storage device that can reduce the consumption of storage media.

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） この発明の波形データ記憶装置は、データ入力読込み部
と、データ処理部と、データ記・塗部とを備え、前記デ
ータ処理部がデータ入力読込み部からのデータを周期的
に読込み、読込んだデータを時間的に変化する波形とし
てとらえ、この波形に折線近似を行ない、得られる折線
の折点の座標をデータとしてデータ記憶部に記憶させる
ものである。[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) A waveform data storage device of the present invention includes a data input reading section, a data processing section, and a data writing/painting section, and the data processing section stores data. The data from the input reading section is read periodically, the read data is captured as a waveform that changes over time, a broken line is approximated to this waveform, and the coordinates of the break points of the obtained broken line are stored as data in the data storage section. It is something that makes you

（作用） この発明の波形データ記憶装置では、一定サンプリング
周期で入力されてくるデータに対して折線近似を行ない
、１つのデータとそれに続く幾つかのデータに対して１
本の折線で近似し、許容誤差範囲を越えるデータが入力
されてきた時には新たにそのデータを折線の折点とし、
この新たな折点からそれに続く幾つかのデータに対して
許容誤差範囲に収まるような１本の別の傾きの折線を算
出して近似し、この操作を繰り返すことにより波形デー
タを少ない記憶媒体の消費によって正確に記憶する。(Function) In the waveform data storage device of the present invention, polygonal approximation is performed on data input at a constant sampling period, and 1
It is approximated by a book fold line, and when data exceeding the allowable error range is input, that data is newly set as the break point of the fold line,
From this new break point, calculate and approximate another broken line with a different slope that falls within the allowable error range for the following data, and by repeating this operation, the waveform data can be stored on a small storage medium. Memorize accurately through consumption.

（実施例） 以下、この発明の実施例を図に基づいて詳説する。(Example) Hereinafter, embodiments of the present invention will be explained in detail based on the drawings.

第１図は従来例の説明において詳説したように、一般的
な波形データ記憶装置のブロック図を示しており、この
発明の実施例の特徴はＣＰＵ６の内部のプログラム動作
にある。As explained in detail in the description of the conventional example, FIG. 1 shows a block diagram of a general waveform data storage device, and the feature of the embodiment of the present invention lies in the program operation inside the CPU 6.

まず、第１図のブロック図によりハードウェアの動作を
説明すると、各チャフネルＣｈｉ、Ｃｈ２、Ｃｈ３．Ｃ
ｈ４からマルチブレフサ１に入力されるアナログ信号が
増幅器２により増幅され、Ａ／Ｄ変換器３によりデジタ
ル信号に変換され、入力ボートに入力される。First, the operation of the hardware will be explained using the block diagram of FIG. 1. Each channel channel Chi, Ch2, Ch3... C
An analog signal input from h4 to the multi-brephther 1 is amplified by the amplifier 2, converted to a digital signal by the A/D converter 3, and input to the input port.

ＣＰＵ６は、ＲＯＭ７に格納されているプログラムに基
づき、一定サンプリング周期毎に入力ボート４に与えら
れているデジタルデータ信号を収り込み、ＲＡＭ８に一
時的に格納する。Based on the program stored in the ROM 7, the CPU 6 collects the digital data signal applied to the input port 4 at regular sampling intervals and temporarily stores it in the RAM 8.

そして、ＣＰＵ６は、ＲＡＭ８に格納された一定サンプ
リング周期毎のデータに対して、後に詳しく説明する折
線近似処理により得られた一連の折点のデータを算出し
、レコーダインタフェース９を通して外部のデータレコ
ーダ１１に記憶してゆく。Then, the CPU 6 calculates a series of break point data obtained by a break line approximation process, which will be described in detail later, for the data stored in the RAM 8 at each fixed sampling period, and sends the data to an external data recorder 11 through the recorder interface 9. I will remember it.

記憶開始時刻、入力読込み周期（サンプリング周期）、
許容誤差範囲等の演算に必要な各種のパラメータは、表
示器１２、キーボード１３からオペレータが入力すれば
、キーボード・表示インタフェース１０を通してＣＰＵ
６に与えられ、ＲＡＭ８に格納される。Memory start time, input read cycle (sampling cycle),
When the operator inputs various parameters necessary for calculations such as the allowable error range from the display 12 and keyboard 13, they are sent to the CPU through the keyboard/display interface 10.
6 and stored in RAM8.

上記の構成の波形データ記憶装置におけるＣＰＵ　６の
データ処理動作について、次に第２図を参照しながら説
明する。Next, the data processing operation of the CPU 6 in the waveform data storage device having the above configuration will be explained with reference to FIG.

サンプリング周期Δを毎のデータ読込み値を、ｔ＝ｔｏ
のときｘＯ、ｔ＝ｔｌのときＸＩ　、　−−−−・−１
＝ｌ１のときＸｎとして、これらをグラフ上に座標点（
ｔｏ　、　ｘｏ　＞、（ｔ＋　、ＸＩ　）、（ｔ２゜Ｘ
２）、・・・（ｔ、ｘ）としてプロットする。The data read value every sampling period Δ is t=to
When xO, when t=tl, XI, -----・-1
When = l1, set these as Xn, and plot these on the graph as a coordinate point (
to, xo >, (t+, XI), (t2゜X
2) Plot as...(t, x).

ｎ 今、ｔ＝ｔｏにおいて、折点ＰＧ（ｊｏ＋Ｘｐ）がある
として、次の折点を求めてみると、次のようになる。n Now, assuming that there is a break point PG (jo+Xp) at t=to, finding the next break point results in the following.

１＝１．における読込み値はｘｌであるがら、近似折線
の１＝１．における値は、許容誤差Δｅとして、（ｘ＋
　−Δｅ）〜（ｘ＋　＋Δｅ）までの範囲が許される。1=1. Although the read value at is xl, the approximate broken line 1=1. The value of (x+
-Δe) to (x+ +Δe) is allowed.

したがって、折点Ｐｏから右に伸びる折線は、Ｐｏを通
って傾きが（ｘ＋十Δｅ−Ｘｐ）／Δｔ〜（Ｘｌ−Δｅ
−ｘ、）／Δｔの範囲にあるものとなる。つまり、第２
図において、傾き１１１〜１２１２までのものが許され
るのである。Therefore, a broken line extending to the right from the breaking point Po passes through Po and has an inclination of (x+1Δe-Xp)/Δt~(Xl-Δe
-x, )/Δt. In other words, the second
In the figure, slopes from 111 to 1212 are allowed.

次に、ｔ＝ｔ２における読込み値はｘｌであり、（ｔ２
　、　Ｘ２　）について、同様に許される折線を求める
と、傾き直線１２１〜１２２の範囲内にあるものが許さ
れる。そこで、座標点（ｔｌ、ｘｔ　）と（ｔ２　、　
Ｘ２　）の画点に対して誤差がΔｅ以下になる折線の範
囲は、傾き直線１１１〜１１２と、傾き直線１２１〜１
２２の両方の範囲に含まれるものであり、第２図におい
ては１２１〜１２２の範囲にあるものである。Next, the read value at t=t2 is xl, and (t2
, X2), those within the range of slope straight lines 121 to 122 are permitted. Therefore, the coordinate points (tl, xt) and (t2,
The range of broken lines where the error is less than or equal to Δe with respect to the pixel point of
22, and in FIG. 2, it is in the range 121 to 122.

次にｔ＝ｔ３についても同様に考えると、その傾きは１
３１〜１３２の範囲のものとなる。そこで、これら（ｔ
ｌ　　、ｘ＋　　）、（ｔ２．Ｘ２　）、（ｔ３．Ｘ３
　）の３点に対して許容される折線は、第２図に斜線を
施して示した１２１〜１３２の範囲にあるものである。Next, considering t=t3 in the same way, the slope is 1
The number ranges from 31 to 132. Therefore, these (t
l , x+ ), (t2.X2 ), (t3.X3
) are within the range of 121 to 132 indicated by diagonal lines in FIG.

さらに次の点、ｔ＝ｔ４における（ｔ４　、　Ｘ４　）
について見てみると、この点に関する折線の許容範囲１
４１〜１４２と、それまでの３点についての許容範囲１
２１〜１３１　とには共通領域が見出だせず、この第４
の点（ｔ４．ｘ４）を含めた近似折線は引けないことに
なるう そこで、それまでの３点（ｔ＋　＋　Ｘ＋　　）、（ｔ
２　、　Ｘ２　）、（ｔ３　、　ｘ３　）について共通
の折線Ｌ１を、始めの折点Ｐａから、第３番目の点（ｔ
３　、　Ｘ３　）における傾きの範囲１２１〜１３２の
中間点Ｐ１を結ぶことにより決定し、この第３番目の点
（ｔ３　、　ｘ３　）に５ける点Ｐ１を新たな折点（ｔ
３．Ｘｑ　）として、上記の折線近似処理を第４番目以
下の点（ｔ４１　Ｘ４　）、（ｔ５　、　Ｘ５　）、・
・・・・・について実行する。Furthermore, the next point, (t4, X4) at t=t4
When we look at
41-142 and the tolerance range 1 for the previous three points
21 to 131, no common area was found, and this fourth
The approximate broken line including the point (t4.x4) cannot be drawn, so the previous three points (t+ + X+), (t
2, X2), (t3, x3) from the first breaking point Pa to the third point (t
3,
3. Xq ), the above broken line approximation process is applied to the fourth and lower points (t41 X4 ), (t5 , X5 ), ・
Execute for...

こうして得られる各折点Ｐｏ　　（ｔｏ　、ｘｐ）。Each bending point Po (to, xp) obtained in this way.

ＰＩ　　（ｔ３　＋　Ｘｑ　）　、Ｐ２　＋　”””に
ついて、その座標データをレコーダインタフェース９を
通してデータレコーダ１１に記憶してゆくのである。The coordinate data of PI (t3 + Xq) and P2 + "" is stored in the data recorder 11 through the recorder interface 9.

このようにして折線近似により得られる折点をデータと
して記憶してゆく場合、第３図に示すようにサンプリン
グ周期毎にデータを記憶する場合に比べて記憶媒体の消
費が各段に少なくなることが分かる。つまり、折点とし
てはＰ　Ｏ＋　Ｐ　ｌ　＋　Ｐ２、・・・・・・として
６個記憶するだけでよいところが、従来の場合にはサン
プリング点ｓｏ　＋　３１　＋　３２　＋・・・・・・
とじて１５個も記憶しなければならないのである。When the breakpoints obtained by the broken line approximation are stored as data in this way, the consumption of the storage medium is significantly reduced compared to the case where data is stored for each sampling period as shown in Figure 3. I understand. In other words, it is only necessary to store six breakpoints as P O + P l + P2, . . ., but in the conventional case, the sampling points so + 31 + 32 + . . .
In total, I have to memorize 15 items.

第４図は上記実施例を実行するためのＣＰＵ６のプログ
ラムフローを示すものであり、読込み開始時刻ｔｏまで
待機しており（ステップＳ１）、読込み指令があると、
最初の入力ＸＱを読込み、座標点Ｐａ　　（ｔｏ　、　
ｘｏ　）を記憶する（ステップ３２．８３＞。FIG. 4 shows the program flow of the CPU 6 for executing the above embodiment, in which the CPU 6 waits until the reading start time to (step S1), and when there is a reading command,
Read the first input XQ and coordinate point Pa (to,
xo) (step 32.83>).

この後、初期設定を行ない（ステップＳ４）、一定サン
プリング周期Δを毎に入力値Ｘｎを読込む（ステップ３
５．８６）。After that, initial settings are performed (step S4), and input values Xn are read every fixed sampling period Δ (step S4).
5.86).

続いてｍ＝ｉであって、折点Ｘｐに対する新たな折線を
求める必要があるならば、１ｏにおける読込み値Ｘ。に
対する折線の傾きの最小値ＭＩＮ、最大値ＭＡＸを求め
（ステップＳ８）、ｍ、ｎにそれぞれ１加算した後ステ
ップ５にリターンする（ステップ３９，５ＩＯ）。Then, if m=i and it is necessary to find a new broken line for the breaking point Xp, read value X at 1o. The minimum value MIN and maximum value MAX of the slope of the broken line are determined (step S8), and after adding 1 to each of m and n, the process returns to step 5 (steps 39 and 5IO).

前記ステップＳ７において、折点Ｘ、に対してすでに１
つ以上の折線が見出だされているならばｍ≠１であり、
前回見出だされた折線の傾きの最小値ＭＩＮと最大値Ｍ
ＡＸとの平均値ＭＩＤを算出しておき（ステプ１５１１
ｍ今回の読込み値Ｘ　に対する折線の傾きの最小値（ｘ
　ｎ−Δｅ　−ｘ　　）／Δｔと最大値（ｘ　ｎ＋Δｅ
−ｘｐ）／Δｔとを前回の最小値ＭＩＮ、最大値ＭＡＸ
とそれぞれ比較し、新たな折線の傾きの範囲ＭＩＮ、Ｍ
ＡＸを求める（ステップ３１２）。In step S7, 1 has already been set for the breaking point
If more than one broken line is found, m≠1,
Minimum value MIN and maximum value M of the slope of the broken line found last time
Calculate the average value MID with AX (step 1511)
m The minimum value of the slope of the broken line for the current read value X (x
n−Δe −x )/Δt and the maximum value (x n+Δe
-xp)/Δt as the previous minimum value MIN and maximum value MAX
and the slope range of the new broken line MIN, M
AX is determined (step 312).

こうして得られた新たな折線の傾きに範囲があれば（ス
テップ８１３）、さらに次のデータについて折線近似を
行なうためにステップＳ５にリターンする（ステップＳ
９，５ＩＯ）。If the slope of the new broken line obtained in this way has a range (step 813), the process returns to step S5 to perform the broken line approximation for the next data (step S
9,5IO).

しかしながら、ステップ３１２で得られた新たな最小値
ＭＩＮと最大値ＭＡＸとの間で大小が逆転していて、両
者の間に次のデータの読込み値が入ることがない場合に
は、新たに折点を設定する必要があり、前回の読込み時
点ｔ。−１における折線の傾きの範囲の中点ＭＩＤを折
点ＰｆＬとし、この新たな折点Ｐ　の座標（ｔ　　　、
ｘ　　＝ＭＩＤ）髪　　　　　ｎ−１ｐ をもとにして、続いて読込まれてくるデータの折線近似
を行なう（ステップ３１４，８１５．３１Ｏ）。However, if the new minimum value MIN and maximum value MAX obtained in step 312 are reversed in size and the next data read value does not fall between them, a new fold is performed. It is necessary to set a point, t, at the time of the previous read. The midpoint MID of the range of the slope of the broken line at -1 is set as the breaking point PfL, and the coordinates of this new breaking point P (t,
x = MID) Based on the hair n-1p, the subsequently read data is approximated by a broken line (steps 314, 815, and 31O).

このようにして、ＣＰＵ６は、折線近似により数個の読
込みデータを１本の折線によって近似し、許容誤差範囲
内で近似できなくなったデータが現われた時には新たな
折線により近似するために折点を決定し、続く幾つかの
データに“対して同様に折線近似を行ない、こうして順
次折点を求めていって、得られた折点の座標Ｐ　　（ｔ
　　、ｘ　　）を丈　　ｎｐ 順次記憶していくのである。In this way, the CPU 6 approximates several pieces of read data with a single broken line using broken line approximation, and when data that cannot be approximated within the allowable error range appears, it sets a breaking point in order to approximate it with a new broken line. Then, the broken line approximation is performed in the same way for the following several data, and the broken points are sequentially determined in this way, and the coordinates P (t
, x) of length np are stored in sequence.

尚、上記の実施例では折点の座標（ｔ、ｘ）ｎｐ として、その折点の見出だされた時点ｔ　における近似
折線の傾きの許容範囲の最小ｉＭ　Ｉ　Ｎと最大ＦｉＭ
ＡＸとの中間点（ＭＡＸ十ＭＩ　Ｎ＞／２をＸ、として
いるが、これは特に限定されるものではなく、ＭＩＮ以
上、ＭＡＸ以下であればどのような値を用いてもよいも
のである。In the above embodiment, the coordinates (t, x)np of the break point are the minimum iM I N and maximum FiM of the allowable range of the slope of the approximate broken line at the time t when the break point is found.
The midpoint between AX and MAX (MAX 10 MI N>/2 is defined as X, but this is not particularly limited; any value may be used as long as it is greater than or equal to MIN and less than or equal to MAX). .

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、一連の波形データを折
線近似して折点を見出だし、折点について記憶するよう
にしているので、従来のようにサンプリング周期毎に得
られるデータを逐一記憶する場合に比べて少ないデータ
数を記憶すればよいことになり、しかも記憶データ数が
少なくなっても許容誤差範囲内に収まる程度の近似であ
るためにデータ精度が低下することらなく、記憶媒体の
負担を軽減できる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, a break point is found by approximating a series of waveform data to a broken line, and the break point is memorized. Compared to the case where data is stored one by one, it is necessary to store a smaller number of data, and even if the number of stored data is reduced, the accuracy of the data decreases because the approximation is within the allowable error range. This reduces the burden on storage media.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図はこの発明の一実施例の回路ブロック図、第２図
は上記実施例の動作を説明する説明図、第３図は上記実
施例で得られる折線近似曲線を示すグラフ、第４図は上
記実施例のＣＰＵの動作を説明するフローチャート、第
５図は従来例の動作を説明するフローチャートである。 １・・・マルチプレクサ　２・・・増幅器３・・・Ａ／
Ｄ変換器　　４・・・入力ボート５・・・パスライン　
　　６・・・ＣＰＵ７・・・ＲＯＭ　　　　　　８・・
・ＲＡＭ９・・・レコーダインタフェース １０・・・キーボード・表示インタフェース１１・・・
データレコーダ １２・・・表示器　　　　１３・・・キーボード第１　
図 第５図Fig. 1 is a circuit block diagram of an embodiment of the present invention, Fig. 2 is an explanatory diagram explaining the operation of the above embodiment, Fig. 3 is a graph showing a broken line approximate curve obtained in the above embodiment, and Fig. 4 is a flowchart explaining the operation of the CPU of the above embodiment, and FIG. 5 is a flowchart explaining the operation of the conventional example. 1...Multiplexer 2...Amplifier 3...A/
D converter 4...Input boat 5...Pass line
6...CPU7...ROM8...
・RAM9...Recorder interface 10...Keyboard/Display interface 11...
Data recorder 12...Display device 13...Keyboard 1st
Figure 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】 データ入力読込み部と、データ処理部と、データ記憶部
とを備え、 前記データ処理部はデータ入力読込み部からのデータを
周期的に読込み、読込んだデータを時間的に変化する波
形としてとらえ、この波形に折線近似を行ない、得られ
る折線の折点の座標をデータとしてデータ記憶部に記憶
させることを特徴とする波形データ記憶装置。[Claims] Comprising a data input reading section, a data processing section, and a data storage section, the data processing section periodically reads data from the data input reading section and temporally stores the read data. A waveform data storage device that captures a changing waveform, performs a broken line approximation to this waveform, and stores the coordinates of the break points of the obtained broken line in a data storage unit as data.