基于Spline插值的分布式多速率数据帧扫描同步重构技术.pdf

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1、第24卷第8期传感技术学报V01．24No．82011年8月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSAug．2011Synchr0nizati0nReconstructionofDistributedMulti—RateDataFrameScanBasedonSplineInterpolationWUWenfie，HUANGDagui，DONGZheng(SchoolofMechatronicsEngineerihg，UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina，Chengdu610054)Abstr

2、act：ThispaperproposesasynchronizationreconstructiontechnologybasedonSplineinterpolationtorealizescansynchronizationofdistributedmulti．ratedataframe．ThistechnologycantransforlTltheacquireddataintothedatawiththesameframerateeffectivelyinordertoachievesynchronizationofdatacollection．Finally，twonum

3、ericalsimulationexperimentsverifythevalidityandaccuracyofthesynchronizationreconstructiontechnologybasedonSplineinterpolation．Keywords：multi—rate；dataacquisition，Spline，synchro—reconstruction，multi—sensordatafusionEEACC：6140doi：10．3969／j．issn．1004-1699．2011．08．020基于Spline插值的分布式多速率数据帧扫描同步重构技术吴文杰

4、，黄大贵，董政(电子科技大学机械电子工程学院，成都610054)摘要：提出一种基于Spline样条插值的同步重构技术，实现分布式多速率数据帧的扫描同步。该技术在分布式测控网络系统中出现多种不同采集速率和／或不同起始时刻的测量情况时，能有效地把这些测量数据转换为相同帧速率的数据，从而实现采集数据的同步。最后通过两个数值仿真实例验证了Spline插值的同步重构技术有效性和准确性。关键词：多速率；数据采集；Spline；同步重构；多传感器数据融合中图分类号：TP13文献标识码：A文章编号：lOO4—1699(2011)08—1182—05在大型航空发动机试验中，采用分布式多前端1同步重构方

5、法测控网络系统往往需测量稳态、瞬态和动态变化的各种参数¨；但实际测量的各参数变化速率相差具有代表性的分布式多传感器系统如图1所示，大，各前端数据采集子系统的采样和扫描周期不相图中Sys(1)和Sys(2)是时分制异步的多通道数据采同，且时分制异步采集与通道并行同步采集、声像视集子系统，Sys(3)是并行同步的多通道数据采集子系频等各种采集方式同时存在，这些都增加了分布式统，Sys(4)是多路闭路电视音像视频监视子系统。各网络环境下的多传感器多速率信息融合的难度。目Sys(p)子系统的采样方式、采集速率、测量通道数和前，多传感器信息融合算法一般都是假定在不同传被测信号种类不全相同，这样

6、整个系统测量的全帧由感器之间具有相同的采集速率或整数倍速率，具有不同采集速率和／或采集遍数的多个子帧组成。其重构算法通常采用插值和滤波算法卜引。而实际若时间尺度和序列长度不同，不能简单地进行数据级测试中会出现速率异步采集和非整数倍多速率采集分全I的情况，这种情况造成的不同步问题值得研究。布辫S了y1)一多⋯一帧篓l据输出本文结合分布式网络环境与现场状态监控应用传Sys(2)l_。-。_。一扫1r—_1／感描重J特点，提出了采用样条插值重构的帧扫描同步技术，器sys(3)l--一轴构l信1-步将来自各前端子系统的测量(观察)数据，同步转换同步音像输出号为具有统一起始时刻的相同采集速率(

7、帧速率)数源1据来解决同速率异步采集和非整数倍多速率采集所时钟同步子系统造成的不同步等诸多问题。图1分布式多传器系统帧扫描同步架构示意图收稿日期：2011—03—16修改日期：2011—04—10第8期吴文杰，黄大贵等：基于Spline插值的分布式多速率数据帧扫描同步重构技术1183融合处理而是需要进行同步重构处理]。同步重构12．5a1=4a2=0．2a3=40a4=Ⅳ，(4)的过程包括：分布式网络中各子系统的时间同步、帧上式有无限多个整数解，为此要引人