電力數(shù)據(jù)壓縮傳輸及解壓算法的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著變電站自動(dòng)化技術(shù)的不斷進(jìn)步，巨量數(shù)據(jù)的傳輸與存儲(chǔ)已成為電力系統(tǒng)中一個(gè)非常重要且亟待解決的問題，而解決這一難題的最為有效的方法就是對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮。鑒于小波變換優(yōu)良的時(shí)頻特性，近年來提出的基于小波變換的數(shù)據(jù)壓縮算法不僅獲得了較高壓縮倍數(shù)，而且還能精確地重構(gòu)原始信號(hào)，但目前來說，該類算法仍存在一些理論和技術(shù)上的問題影響了實(shí)際應(yīng)用，如一代小波壓縮算法計(jì)算量大、不利于硬件和實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)，二代小波Euclidean分解不唯一、運(yùn)算量減小有限且提

2、升過程存在破壞小波濾波器正交性的問題等。 針對(duì)這一現(xiàn)狀，本文對(duì)基于小波變換的電力數(shù)據(jù)壓縮解壓算法及壓縮數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸技術(shù)進(jìn)行了深入地理論研究和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。主要工作如下： 1、首先整體介紹了數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用方法，闡述了數(shù)據(jù)壓縮的原理，引入了壓縮算法的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，完成了電力信號(hào)數(shù)學(xué)模型的建立，并采用Matlab編程對(duì)信號(hào)模型加以實(shí)現(xiàn)。 2、對(duì)現(xiàn)有的閾值壓縮算法進(jìn)行了改進(jìn)，首次提出了一種紀(jì)錄非零小波系數(shù)的位圖

3、壓縮新算法，相比傳統(tǒng)方法，該法在同等大小的均方誤差下，獲得了更高的壓縮倍數(shù)。 3、深入研究了一代小波濾波器組的整數(shù)提升過程，在此基礎(chǔ)上，首次將整數(shù)小波變換與改進(jìn)的閾值壓縮算法相結(jié)合，提出了整數(shù)小波閾值壓縮算法，有效解決了一代小波壓縮算法實(shí)現(xiàn)復(fù)雜、運(yùn)算速度慢、變換結(jié)果為浮點(diǎn)數(shù)等問題，使算法在重構(gòu)信號(hào)的能量恢復(fù)系數(shù)和均方誤差以及壓縮算法的實(shí)時(shí)性三方面都要優(yōu)于一代小波壓縮算法。 4、針對(duì)電力數(shù)據(jù)特點(diǎn)，將Ray-Period無損

4、壓縮算法引入到整數(shù)小波閾值壓縮算法中，提出了一種高效的基于整數(shù)小波變換的Ray-Period壓縮算法，該算法對(duì)小波變換得到的低頻系數(shù)采用Ray-Period壓縮，在不增加均方誤差的條件下，使整數(shù)小波閾值壓縮算法壓縮倍數(shù)進(jìn)一步提升。 5、對(duì)一代小波濾波器結(jié)構(gòu)和系數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，提出了一種高效的整數(shù)算法小波變換的構(gòu)造及實(shí)現(xiàn)方案，并將其應(yīng)用于電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)的壓縮，從根本上解決了一代及二代小波應(yīng)用于電力數(shù)據(jù)壓縮時(shí)存在的浮點(diǎn)運(yùn)算問題，大大提高了

5、壓縮算法的實(shí)時(shí)性，并嘗試將該壓縮算法擴(kuò)展應(yīng)用到圖像數(shù)據(jù)的壓縮領(lǐng)域，初步探討了灰度及真彩色圖像的壓縮方法。 6、分析比較當(dāng)前遠(yuǎn)程傳輸?shù)姆绞?，選用了GPRS無線通信網(wǎng)絡(luò)來傳輸電力系統(tǒng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，大大提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)撵`活性。設(shè)計(jì)了基于GPRS技術(shù)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸方案，并從GPRS通信模塊選擇、網(wǎng)絡(luò)接入方式及網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議等方面詳細(xì)闡述了該方案，在此基礎(chǔ)上還完成了數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議上層應(yīng)用協(xié)議的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步增強(qiáng)了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?7、完成

6、了基于GPRS的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的軟硬件開發(fā)平臺(tái)的搭建。其中監(jiān)測(cè)終端采用基于ARM920T內(nèi)核的S3C2410A型開發(fā)板，并經(jīng)開發(fā)板串口與MC55 GPRS通信模塊相連，操作系統(tǒng)選用Windows CE。應(yīng)用EVC4.0開發(fā)工具C/C++編程語言設(shè)計(jì)開發(fā)了具有友好圖形界面的數(shù)據(jù)壓縮、解壓及GPRS數(shù)據(jù)傳輸程序，其中GPRS數(shù)據(jù)傳輸采用多線程編程技術(shù)實(shí)現(xiàn)，并進(jìn)行了大量的網(wǎng)絡(luò)傳輸測(cè)試，結(jié)果證實(shí)了本文傳輸程序的可靠性和穩(wěn)定性。數(shù)據(jù)的解壓縮主要