基于人工智能的通信電源監控數據采集方法研究

摘""要：傳統的通信電源監控系統在實際進行數據采集時不僅耗時較多，且準確率的保證方面存在著較多缺陷。為此，需要將人工智能技術融入其中，結合實際需求以細化通信電源監控數據采集流程與內容，進而保證此類系統的運行效果。簡述了融合人工智能的常見通信電源監控數據采集方式，并基于對其系統架構的分析，從硬件與軟件兩個角度出發，闡述了基于人工智能的通信電源監控數據采集系統設計要點，希望能夠為通信電源設計與使用提供一些幫助。

關鍵詞：人工智能"""通信電源"""監控數據"""采集方法

中圖分類號："TP311

Research"on"Data"Collection"Method"for"Communication"Power"Supply"Monitoring"Based"on"Artificial"Intelligence

YE"Meng1""SUN"Fei1""ZHANG"Yaru2

1.Xinjiang"Agricultural"Vocational"and"Technical"University，"Changji，"Xinjiangnbsp;Uygur"Autonomous"Region，"831100"China;"2.Xinjiang"University"of"Finance"and"Economics，"Urumqi，"Xinjiang"Uygur"Autonomous"Region，"830000"China

Abstract："Traditional"communication"power"monitoring"systems"not"only"consume"a"lot"of"time"in"actual"data"collection，"but"also"have"many"shortcomings"in"ensuring"accuracy."Therefore，"it"is"necessary"to"integrate"artificial"intelligence"technology"into"it，"and"refine"the"data"collection"process"and"content"of"communication"power"monitoring"by"combining"it"with"practical"needs，"in"order"to"ensure"the"operational"effectiveness"of"such"systems."This"article"briefly"describes"the"common"communication"power"supply"monitoring"data"collection"methods"that"integrate"artificial"intelligence，"and"based"on"the"analysis"of"its"system"architecture，"it"elaborates"on"the"design"points"of"a"communication"power"supply"monitoring"data"collection"system"based"on"artificial"intelligence"from"both"hardware"and"software"perspectives，"hoping"to"provide"some"help"for"the"design"and"use"of"communication"power"supplies.

Key"Words："Artificial"intelligence;"Communication"power"supply;"Monitoring"data;"Collection"method

通信技術、計算機技術等均與現代化的通信電源監控系統相融合，從實際應用情況來看，已經能夠基本滿足數據采集與后續分析的需求，可起到基于采集數據以選擇合適應對方法，用以保證通信系統運行穩定性的重要作用。但過往通信電源的監控方式，往往需要復雜線路之間的銜接以支持遠程的控制，在實際使用期間表現出了一定的復雜性，且影響了數據采集的完整性與準確性。為解決此類問題，將人工智能技術融入系統設計過程中極為關鍵，可為監控系統提供所需的有效數據支持，進而為助力電子通信行業的發展奠定基礎。

1""人工智能的通信電源監控數據采集方式

1.1""數字濾波

在數據采集過程中，由于電磁干擾、設備噪聲等各種因素的影響，原始數據往往包含噪聲和干擾。數字濾波器通過特定的數學運算，能夠有效地濾除這些噪聲和干擾，保留有用信號[1]。人工智能技術在數字濾波中的應用，使得濾波器能夠自動適應不同的工作環境和噪聲特性，實現更高效的濾波效果。通過機器學習算法，濾波器可以實時調整其參數，以應對環境變化和噪聲干擾的變化。

1.2""標度變換

在通信電源監控系統中，采集到的原始數據往往需要經過標度變換才能用于分析和決策[2]。人工智能技術可以通過機器學習算法對標度變換過程進行優化設計，使其能夠自動適應不同的數據特點和工程要求。此方法不僅能夠提高標度變換的精度和靈活性，同時可有效減少人工干預并進一步降低操作難度。

2""通信電源監控數據采集系統架構

2.1""需求分析

對于電源監控系統來說，其核心在于可對監控通信系統所使用的位于不同位置的電源進行全面監控，包括AC-DC、DC-DC、DC-AC、AC-AC這4種類型[3]。為保證對監控電源予以全面掌控，作為智能化監控系統應具備對多臺設備進行同步狀態監控的基本能力，且需要同步開展對電源運行期間所產生的電流與電壓波動變化等關鍵參數進行監測[4]。基于對各類監測數據的分析，即可自動化對系統的故障狀態進行判斷，可發出報警信息并根據預先提供的數據庫進行相關控制措施的落實。

2.2""組成結構

此類具有自動化特點的智能數據采集系統整體結構具有分布式特點，可建立起上位機與監控節點之間的緊密聯系。從系統的實際應用角度分析，可以發現其核心為網絡拓撲結構類型，不同節點之間的銜接搭建起了主從式通信網絡，所采取的總線協議為RS-485串行通信[5]。而作為接收者，則可進行數據的自動化判斷，若發現錯誤命令即可進行命令信息的重新請求發送，確保監控端能夠進行重新的數據傳輸。達到3次以上，即可由系統進行故障類型的自動查找與判斷，發送給上位機相關的警告信息。在將應答請求信息發出后，回應時間若過長，即可對相應請求進行重新發送，并在3次以上的請求錯誤后進行故障的自動化判斷，若正確即可進行二次確認，為后續監控設備與系統的常態化運行提供支持。

3""通信電源監控數據采集系統設計要點

3.1""硬件

3.1.1""監控終端

3.3"V是監控終端在主控制單元運行期間需求的電壓數據，對應所使用的通信模塊需求電壓則為5"V左右，且需要進行同步的12"V電壓設置進行開關量的自動化信息采集。為滿足這一需求，應設計具有隔離輸出特點的電壓用以維持監控終端在運行期間的整體穩定性，從而保證各類交流電在使用期間的便捷效果。該環節所采取的電源想要進行直流電的產生，則應基于轉換器用以保證采集系統在需求供電方面的實際要求，并建議分為兩級進行電源的妥善搭建。首個層級所采取的具有隔離特點的反激電源，可在轉換器的應用下進行三路電壓輸出，同時具有隔離輸出的特點，次級則可在穩壓芯片輔助下進行隔離電源的提供，用以保證電壓在輸出方面的可靠性與穩定性，其同樣是將電源整體負載能力予以全面提升的關鍵措施。

3.1.2""主控器

對于主控器來說，其在輔助電路設計期間，需要強調聯合測試與時鐘電路的設計重要性，其中，后者是確保微型控制器可維持穩定運行狀態的關鍵因素，也是保證數字時序電路可維持正常化運轉狀態的核心內容。微控制器的使用可以根據內外部因素進行自動化的時鐘信號選擇。對于此類設計方案，則使用外部晶振進行時鐘源的實現，規格為32.768"Hz，并需要為仿真調試的實際需求進行相應接口的提供，一般為JTAG電路。此類電路的接口方式同樣是滿足調試需求的關鍵因素，為保證調試效果，額外添加了串行線調試模塊，即使是在特殊環境下，所使用的接口同樣相較傳統接口有著更強的穩定性表現，需求的下載引腳較少，可高質量完成設定的調試任務。

3.1.3""采集電路

交流電信號與直流電信號采集電路是電信號采集電路的兩種類型，前者為對交流電壓與電路進行采集的關鍵，可同步開展對運行頻率的自動化檢測。首先，可基于電阻串聯的形式進行采集層面的電壓調整，并規定對應的采集范圍。從本設計的角度出發，采樣方面可借助模數轉換器進行，以有效保證采樣的整體準確性。其次，需要基于對采集完成的交流電壓信號的分析，進行模數控制器中的微型控制器轉換處理，其中控制器需求電壓為3.3"V，要求應及時進行正極轉化，并需要進行0～3.3"V的控制工作。該過程不僅耗費成本低且能夠保證整體變化精準度，進而全面滿足進行數據采集與監控的實際設計需求。而對于直流電信號采集電路來說，可分為兩路電壓與電流采集兩類，并可借助其中具有串聯形式的電阻實現分壓。

3.1.4""人機交互

想要確保直流電壓在采樣方面的可靠性與全面性，此設計所采取的電路形式為基于運算放大器進行的差分放大電路設計方案，可以根據實際需求進行對直流電壓信號的準確測量。應注意的是，對于監控終端來說，其所使用的按鍵在功能方面往往相對較為單一，數量同樣相對較少，所搭建的人機交換電路在控制方面多采取獨立按鍵形式。過程中融合了微控制器進行獨立的輸入輸出設計，并給予對應接口進行集成電路的安裝。由于獨立按鍵的加入，不僅保證了穩定的控制效果，而且對于整體電路的干擾同樣相對較小，整體設計相對較為簡單，能夠滿足在設計層面的實際需求。

3.1.5""通信模塊

所采取的微控制器包含的收發器數量為5個，對應不同接口，因此有著對差分信號機進行轉換的需求；而且，為達到總線高效傳輸的目的，需要進行網絡信號的針對性處理，以實現對信號的精準識別。為此，建議添加通信轉換芯片，設定電壓為5"V，同時要求加入接收器以及信號驅動器，從而滿足設計方案中對各類接口的適配條件。此外，為進一步保證通信電路在使用期間的穩定性，所采取的設計電路形式應具備隔離特點。

3.2""軟件

3.2.1""信號采集

按鍵的針對性檢測、輸入輸出電參數的采集以及開關量采集等，皆為信號采集模塊包含的功能，可以通過查詢與中斷兩種形式進行全面的信息采集。查詢期間所占用的芯片內存相對較大，對系統的運行效率所造成的影響不可忽略，這也是該系統在設計期間需要使用按鍵模塊的科學搭建形式的主要原因。而通過中斷服務的相應子程序設置，可以自由進行按鍵層面的功能使用以及存儲，用以保證在按鍵檢測期間的數據采集時效性。從開關量的使用狀態監測情況來看，建議基于定時中斷的方法進行科學電路搭建。同時，為消除電源環境因素影響，應在獲取到至少20次的結果后才能夠進行有效統計，并在需求量達到13次后，才能夠為開關量的導通提供支持。

3.2.2""電參數分析

現階段所進行的多通道參數采集問題發生頻率相對較高，為此，在設計期間建議使用模數轉換方式進行信號轉換。設計期間，通過使用對ADC進行重新定義的采集方式，并可根據寄存器的使用方法進行基于設定規則內的數據采集。而所制定的規則，要求預先貯備數據寄存器進行預先保存，但由于僅有一個數據寄存器的實際情況，因此可直接連接存儲器進行訪問與數據轉換，從而實現及時的數據傳輸目標，避免以往數據被全面覆蓋，這一點對于采集完整階段性電源監控數據極為關鍵。

3.2.3"nbsp;顯示

實現顯示模塊的正常運行，核心內容在于做好對顯示模塊的初始化處理工作，而達到正確配置的關鍵，在于設定完善的模塊端口模式，在硬件接口的協助下進行指令與信號的傳輸搭建。為此，需要進行輸出模式的確定，同時在模塊的發送前進行復位信號的頻率確定。以顯示模塊的實際工作為例，可在指令下發后進行自動化的命令設置，完成輸入指定命令后的重置任務，并對存儲器相關數據進行全面清除。

4""結語

綜上所述，融合人工智能的通信電源監控數據采集期間，應強調各類模塊的設置科學性與合理性，以保證通信設備在使用期間的整體運行質量，促進設備可將自身電能數據予以全面記錄。從實際應用情況來看，電源的運行狀態信息可及時獲取并自動化判斷，從而為助力通信企業的可持續性發展奠定堅實基礎。

參考文獻

[1]宋子鋒.基于光電轉換的通信電源干接點信號傳輸監控系統[J].電氣技術與經濟，2023（10）：368-370，376.

[2]楊顯衛.IEC61850通信規約在電力通信電源監控系統中的應用[J].中國高新科技，2023（12）：142-144.

[3]米靜波.基于LLC的3kW寬范圍輸入通信電源研制[D].北京：北方工業大學，2023.

[4]梁永文，張仙梅.智能變電站通信電源遠程監控系統設計[J].長江信息通信，2022，35（6）：125-127，130.

[5]白壯.基于半橋LLC諧振變換器的通信電源分析和設計[D].廣州：華南理工大學，2022.