本发明涉及斩波处理技术，具体的说，是涉及一种斩波信号检定方法、系统及电能检测装置。
背景技术：
电力线斩波信号分为直流斩波和交流斩波，是一种借助于晶闸管及辅助控制电路，对电力线信号进行部分信号斩除(或者正、余弦信号的不规则角度斩除)的信号处理方式。
电力线斩波信号在电能表领域中应用分为两种：
1)通过小角度的斩波信号进行电力线某种特殊信号通讯的应用，由于斩波角度较小及电力线本身的电网信号容易受到干扰等特性，电力线斩波通讯信号很难被检测，从而很难识别斩波信号所传递的单体信息；对于这种情况，现有的电能表无法有效检测电力线斩波的发生，更加无法识别(解析)斩波信号所携带的单体信息；
2)应用于影响电能表计量系统的电力线斩波窃电，电能表的计量主要由计量单元的电压AD采样及电流AD采样进行功率计算，从而计算用户的用电情况，但是有部分不法分子利用特殊的窃电方式对电表的电压采样部分信号从输入端进行斩波，破坏信号的完整性，导致电表实际采样到的电压有效值小于用户实际应用的电压有效值，从而达到窃电的目的，这类窃电方式称为电力线斩波窃电；
此外，电能表采样无法获取实际用户在应用中的电压矢量有效值，在计算的电能的过程中受到严重的影响，将斩波器接入电能表检定设备，电能表在精度检定设备进行精度检定时，电能表的实时精度误差(与标准检定设备之间)会随着斩波器对电能表电压采样信号斩除角度的变化而变化，导致电能表相对于标准检定设备的误差超过电能表计量精度要求的范围。
有鉴于此，有必要提供一种斩波信号检定方法、装置，来解决上述技术问题。
技术实现要素：
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种斩波信号检定方法、系统及电能检测装置，本发明通过实时监测斩波信号，并对斩波信号进行解析或有效性处理，不仅可及时获取斩波通讯携带的信息，还可保证电能装置的测量精度，同时也可保证电力局的基本利益。
为了实现上述目的，本发明的一个方面提供了一种斩波信号检定方法，该方法包括如下步骤：
对电力信号进行实时采样，并对采样信号进行波形复原处理得到复原采样信号；
对所述复原采样信号进行完整性分析，判断其是否处于斩波状态；
若处于斩波状态，则根据复原采样信号的波形特征判断斩波类型。
作为一种优选的技术方案，所述对采样信号进行波形复原处理具体为：将各个采样点的电压根据时间顺序排列并进行拟合处理，得到复原采样信号。
作为一种优选的技术方案，所述对复原采样信号进行完整性分析，判断复原采样信号是否处于斩波状态具体为：判断复原采样信号是否完整、是否具有波形突变，根据复原采样信号的不完整性或波形突变情况判断采样波形处于斩波状态。
作为一种优选的技术方案，所述根据波形特征判断斩波类型具体为：根据斩波信号突变的形式是否影响计量设备实际计量结果来判断斩波为斩波通讯或者斩波窃电将斩波类型分为斩波通讯或斩波窃电，主要区分为：窃电斩波只通过接线方式及窃电设备影响计量设备的电压采样信号的完整性，窃电端可完全实现借助近端地组成新的用电设备工作回路，实际计量设备则少计电能；斩波通讯则为两种情况，情况1是计量设备在数据处理时电压电流同时受影响且采样波形的不完整性体现为同频同相式的相同突变型式，此种斩波信号不影响计量设别的正常计量，也无法达到窃电，但是斩波检测后可更具商定协议进行信号携带信息解析，情况2是规定微小角度的斩波信号，此微小角度不变化或即使变化但不对计量设备的正常计量造成影响，则根据检测结果判定为斩波通讯。
作为一种优选的技术方案，所述异常突变细节包括电力线直流脉动式斩波及交流规则或非规则角度异常斩波；若异常突变细节为电力线直流脉动式斩波，则斩波类型为斩波窃电；若所述异常突变细节为交流规则或不规则角度斩波，则斩波类型为斩波通讯。
作为一种优选的技术方案，所述斩波信号检定方法还包括：在对斩波类型进行判断后，根据斩波类型，对复原采样信号进行信息解析或有效性处理。
作为一种优选的技术方案，所述根据斩波类型，对复原采样信号进行信息解析或有效性分析具体为：若斩波状态为斩波通讯，则通过通信协议对斩波波形携带的通讯信息进行解析；
若斩波状态判断为斩波窃电，则采用额定电压替换斩波电压与实际电流进行同相矢量运算，得到采样信号的实际耗电量。
本发明的另一个方面，提供一种斩波信号检定装置，该装置包括采样及波形复原单元、波形分析单元、斩波类型判定单元和斩波处理单元；所述采样及波形复原单元、所述波形分析单元、所述斩波类型判定单元以及所述斩波处理单元顺次连接；其中，
所述采样及波形复原单元，对电力信号进行实时采样，并对采样信号进行波形复原处理得到复原采样信号；
所述波形分析单元，对复原采样信号进行完整性分析，判断所述复原采样信号是否处于斩波状态；
所述斩波类型判断单元，根据复原采样信号的波形特征判断斩波类型；
所述斩波处理单元，根据斩波类型对复原采样信号进行信息解析或有效性处理。
作为一种优选的技术方案，所述采样及波形复原单元包括采样电路及微控制模块，所述采样电路与所述微控制模块连接，所述采样电路连接被采样线路，并实时采集被采样线路上的电力信号，将采样信号实时传送至微控制模块进行波形复原；所述微控制模块与所述波形分析单元连接，将复原的采样波形传输至所述波形分析单元进行斩波状态的判断。
作为一种优选的技术方案，所述采样电路包括至少两个相互串联的采样电阻，所述微控制模块与后一个采样电阻并联。
作为本发明的再一个技术方案，提供一种电能检测装置，所述电能检测装置内包含如上所述的斩波信号检定系统。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明通过实时监测斩波信号，并对斩波信号进行解析或有效性处理，不仅可及时获取斩波通讯携带的信息，还可保证电能装置的测量精度，同时也可保证电力局的基本利益。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。
图1是实施例一所述的斩波信号检定方法的示意图；
图2是实施例一所述的标准未受干扰信息的示意图；
图3是实施例一所述的受到斩波信号干扰的信息示意图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
实施例一
如图1所示，一种斩波信号检定方法，该方法包括如下步骤：
S01：对电力信号进行实时采样，并对采样信号进行波形复原处理得到复原采样信号；
将各个采样点的电压根据时间顺序排列并进行拟合处理，得到复原采样信号。
S02：对复原采样信号进行完整性分析，判断复原采样信号是否处于斩波状态；
判断复原采样信号是否完整、是否具有波形突变，根据复原采样信号的缺失情况或波形突变情况判断采样波形处于斩波状态。具体的：对复原采样信号上的各个采样点进行微分运算利用二阶差分算法计算相邻两个采样点间的差值，得出新的数据Xn，然后将Xn和预设的门限值G进行比较，同时根据比较结果更新计数器的数据C，数据比较结束后，最终将数据C和系统预设的计数器值D进行比较，得出判断依据值E，根据E的值判断是否有斩波发生(例如：若C与D相等，则E为1，判断为有斩波发生，若C与D不等，则E为0，判断为没有斩波发生)，若有斩波发生，则判定复原采样信号处于斩波状态。
对门限制G和计数器D做出如下解释：门限值G：设置为200。门限值G的计算公式为：
G＝采样峰值×max(V(sin(2*pai/单周期内的采样点数))
其中，V(sin(2*pai/单周期内的采样点数)表示sin(2*pai/单周期内的采样点数)的变化率，如果单周期内的采样点取64，检测到的峰值为800，结果计算得到G的数值为200(如果单周期内采样数为128，则计算得到G的值为100，64个采样点下sin(2*pai/64)变化率最大值取0.25；sin(x)的变化率最大值受采样率的影响)；系统预设的计数器值D：设置为2。这里需要说明的是，本实施例中，设置计数器的理想值为0，补偿值为1，则阈值为2。理想值，即为在采样信号完全无干扰信号时的计数器的值；补偿值为采样信号内具有干扰信号，但依据该干扰信号不能确定采样信号中是否存在斩波信号时的计数器值，相应的，阈值为采样信号处于斩波状态时，计数器的值；上述中的根据比较结果更新计数器的数据C，即为：根据对采样信号的受干扰情况作出的判断结果。
S03：若该复原采样信号处于斩波状态，根据复原采样信号的波形特征判断斩波类型；
根据斩波的异常突变细节将斩波类型分为斩波通讯或斩波窃电。具体的：异常突变细节一般包括电力线直流脉动式斩波及交流规则或非规则角度异常斩波；若异常突变细节为电力线直流脉动式斩波，则斩波类型为斩波窃电；若异常突变细节为交流规则或不规则角度斩波，则斩波类型为斩波通讯。这里需要说明的是，斩波通讯一般为小角度斩波信号，由于小角度斩波信号突变特征小，在电力线不同负载模式干扰模式下难以区分，因此本实施例采用集成计量芯片的Σ-△ADC及普通ADC进行双采样，利用相邻采样信号的标准二阶差分算法、峰值对比法对小角度异常斩波信号进行判断，并设定连续异常信号发生次数作为判断阀值之一，对连续周期内出现突变周期信号判定为小角度斩波信号，即斩波通讯信号；此外，因为集成计量芯片ADC采样点数为64点每信号周期，普通ADC采样点数为256点每信号周期，本实施例的判断结果可以有效排除标准谐波干扰带来的信号异常影响。
S04：根据斩波类型，对复原采样信号进行信息解析或有效性处理。
若判定为斩波通讯，则对复原采样信号进行信息解析，具体为：根据与客户端通讯规约，假定判定单个周期内信号斩波发生为携带信息单体‘1’，非斩波单周期信号判定为信息单体‘0’，同时拟定判定状态为固定值，这里拟定为‘1111’信息为判定动作法令，如图2所示，为实际信号捕获图，在信号周期1～周期7内都未检测到斩波信号发生，判定信息为“0000000”；若受到斩波信号干扰，如图3所示，在信号周期1～周期7，信号周期1～周期4检测到斩波发生并且准确判断，检测到斩波信号发生，判定信息为‘1111000’，此解析信息判断携带规定法定动作信息‘1111’，则执行法定动作指令，如果解析信息不携带法定动作信息‘1111’则不执行法定动作指令。
若斩波状态判断为斩波窃电，则采用额定电压替换斩波电压与实际电流进行同相矢量运算，得到采样信号的实际耗电量。
实施例二：
一种斩波信号检定系统，该系统包括采样及波形复原单元、波形分析单元、斩波类型判定单元和斩波处理单元；其中，采样及波形复原单元、波形分析单元、斩波类型判定单元以及斩波处理单元顺次连接；其中，
采样及波形复原单元，对电力信号进行实时采样，并对采样信号进行波形复原处理得到复原采样信号；
波形分析单元，对复原采样信号进行完整性分析，判断复原采样信号是否处于斩波状态；
斩波类型判断单元，根据复原采样信号的斩波状态判断斩波类型；
斩波处理单元，根据斩波类型，对复原采样信号进行信息解析或有效性处理。
实施例三：
本实施例提供一种电能表，所述电能表内包含实施例二中的斩波信号检定装置。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
当然，这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令还可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
此外，需要说明的是：
说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“一个实施例”或“实施例”并不一定均指同一个实施例。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。