CN116054402B - 用于拓扑识别的电流解调方法、调制方法、设备及介质 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种用于拓扑识别的电流解调方法、调制方法、设备及介质，应用于拓扑识别技术领域，用于拓扑识别的解调方法包括：获取包括设备的拓扑信息的调制电流信号；通过第一带通滤波器，对调制电流信号进行滤波处理，得到第一滤波信号；获取第一滤波信号中各点位的平均瞬时频率；根据第一滤波信号中各点位的平均瞬时频率，获得第一滤波信号的平均瞬时频率变化曲线；根据平均瞬时频率变化曲线中的频率峰值和频率谷值，确定设备的拓扑信息。由于可根据设备的拓扑信息，对应设置调制电流信号中的频率峰值和频率谷值，因此可以使得调制电流信号中可承载更多信息，从而可以减少发送所需时间，进而可以降低用于注入调制电流的电路的功耗。

Description

用于拓扑识别的电流解调方法、调制方法、设备及介质

技术领域

本申请涉及拓扑识别技术领域，具体涉及一种用于拓扑识别的电流解调方法、调制方法、设备及介质。

背景技术

在配电领域，需要对配电设备进行信息化管理，而设备的安装信息往往并不明确，比如表箱来自哪个台区，这为配电信息化管理带来了较大障碍，因此需要通过拓扑识别来确定设备在配电网中的位置。

拓扑识别技术是一种定位设备在台区拓扑网络中的位置的技术。拓扑识别技术通常的做法是让配电设备在电力线上注入一段包括拓扑信息的特征电流，并在变压器出口位置对电流进行采样，通过识别特征电流中的拓扑信息，来确定配电设备在拓扑网络中的位置。注入的特征电流往往采用单频OOK(On-Off Keying，通断键控)调制方法来生成，其思路是采用二进制编码，在电流母线上注入特定时间高频信号作为数据位1。但在需要发送的拓扑信息较多时，对该拓扑信息编码得到的二进制数据也会更多，发送所需时间会增加，导致用于注入调制电流的电路的功耗过大。

发明内容

本申请提供一种用于拓扑识别的电流解调方法、调制方法、设备及介质，用于减少发送拓扑信息所需时间、降低用于注入调制电流的电路的功耗。

第一方面，本申请提供一种用于拓扑识别的电流解调方法，所述方法包括：获取调制电流信号，所述调制电流信号包括设备的拓扑信息；通过第一带通滤波器，对所述调制电流信号进行滤波处理，得到第一滤波信号，所述第一带通滤波器的中心频率为第一频率或第二频率，所述第一频率为预设的中心频率与预设工频的差值，所述第二频率为所述预设的中心频率与所述预设工频的和值，所述预设的中心频率用于所述调制电流信号的调制；获取所述第一滤波信号中各点位的平均瞬时频率；根据所述第一滤波信号中各点位的平均瞬时频率，获得所述第一滤波信号的平均瞬时频率变化曲线；根据所述平均瞬时频率变化曲线中的频率峰值和频率谷值，确定所述设备的拓扑信息。

本申请实施例由于可根据设备的拓扑信息，对应设置调制电流信号中的频率峰值和频率谷值，因此可以使得调制电流信号中可承载更多信息，从而可以减少发送所需时间，进而可以降低用于注入调制电流的电路的功耗。

在本申请一种可能的实现方式中，所述获取所述第一滤波信号中各点位的平均瞬时频率，包括：确定所述第一滤波信号中按出现时间排序的多个极大值点和按出现时间排序的多个极小值点；在所述多个极大值点中，确定每预设数量的多个极大值点之间的第一时间跨度；在所述多个极小值点中，确定每预设数量的多个极小值点之间的第二时间跨度；根据所述预设数量、所述第一时间跨度和所述第二时间跨度，确定所述第一滤波信号中各点位的平均瞬时频率。

本申请实施例通过第一滤波信号中按出现时间排序的多个极大值点和按出现时间排序的多个极小值点，确定第一滤波信号中各点位的平均瞬时频率，实现了平均瞬时频率的计算。

在本申请一种可能的实现方式中，所述平均瞬时频率、所述预设数量、所述第一时间跨度和所述第二时间跨度满足以下公式：

F＝2M/(t1+t2)

其中，F为所述平均瞬时频率，M为所述预设数量，t1为所述第一时间跨度，t2为所述第二时间跨度。

本申请实施例通过第一时间跨度、第二时间跨、预设数量确定平均瞬时频率，实现了平均瞬时频率的准确计算。

在本申请一种可能的实现方式中，所述根据所述平均瞬时频率变化曲线中的频率峰值和频率谷值，确定所述设备的拓扑信息，包括：根据所述平均瞬时频率变化曲线中的频率峰值和频率谷值，确定所述平均瞬时频率变化曲线中的频率波峰数量和频率波谷数量；将所述频率波峰数量和频率波谷数量之和，确定为所述调制电流信号中的频率成分的第一数量；根据所述第一数量及预设的编码方式，确定所述设备的拓扑信息。

本申请实施例通过预设的编码方式，将调制电流信号中的频率成分的第一数量与拓扑信息对应，实现了提取调制电流信号中的拓扑信息的目的。

在本申请一种可能的实现方式中，所述获取调制电流信号之后，还包括：通过第二带通滤波器，对所述调制电流信号进行滤波处理，得到第二滤波信号，所述第二带通滤波器的中心频率为所述第一频率或所述第二频率，且所述第二带通滤波器的中心频率与所述第一带通滤波器的中心频率不同；获取所述第二滤波信号中各点位的平均瞬时频率；根据所述第二滤波信号中各点位的平均瞬时频率，获得所述第二滤波信号的平均瞬时变化曲线；根据所述第二滤波信号的平均瞬时频率变化曲线中的频率峰值和频率谷值，确定所述调制电流信号中的频率成分的第二数量；所述根据所述第一数量及预设的编码方式，确定所述设备的拓扑信息，包括：若所述第二数量与所述第一数量相同，根据所述第一数量或所述第二数量，以及所述预设的编码方式，确定所述设备的拓扑信息。

本申请实施例通过第二带通滤波器对调制电流信号进行滤波处理，得到第二数量，基于第二数量与第一数量之间的相互验证，确定设备的拓扑信息，使得确定出的拓扑信息更加可靠。

第二方面，本申请提供一种用于拓扑识别的电流调制方法，所述方法包括：获取设备的拓扑信息；采用预设的编码方式对所述拓扑信息编码，得到待调制的电流信号中的频率峰值和频率谷值；按照所述频率峰值和所述频率谷值进行电流调制处理，得到调制电流信号。

本申请实施例由于可根据设备的拓扑信息，对应设置调制电流信号中的频率峰值和频率谷值，因此可以使得调制电流信号中可承载更多信息，从而可以减少发送所需时间，进而可以降低用于注入调制电流的电路的功耗。

在本申请一种可能的实现方式中，所述预设的编码方式包括10进制编码方式。

在本申请一种可能的实现方式中，所述调制电流信号中包括前后依次相连的多个信号片段，同一信号片段中的频率相同，相邻两个信号片段的频率不同，所述调制电流信号中的第一个信号片段和最后一个信号片段的频率相同。

本申请实施例通过将同一信号片段中的频率设置为相同，相邻两个信号片段的频率设置为不同，以便于电流解调时频率峰值和频率谷值的确定。

在本申请一种可能的实现方式中，所述方法还包括：发送所述调制电流信号；其中，所述调制电流信号中的第一个信号片段和最后一个信号片段发送的持续时长为T1个周期，除所述第一个信号片段和所述最后一个信号片段外的信号片段发送的持续时长为T2个周期，T2与T1不相等。

本申请实施例通过将信号片段发送的持续时长设置为不同，以便于电流解调时频率峰值和频率谷值的确定。

在本申请一种可能的实现方式中，所述调制电流信号中除所述调制电流信号中的第一个信号片段和最后一个信号片段之外的、任意相邻两个信号片段中的一个信号片段的频率大于预设的中心频率、另一个信号片段的频率小于所述预设的中心频率。

本申请实施例通过信号片段的频率设置，使得调制电流信号中形成频率峰和频率谷，以便于电流解调时频率峰值和频率谷值的确定。

第三方面，本申请还提供一种电子设备，所述电子设备包括：一个或多个处理器；存储器；以及一个或多个应用程序，其中所述一个或多个应用程序被存储于所述存储器中，并配置为由所述处理器执行以实现上述的用于拓扑识别的电流解调方法，或实现上述的用于拓扑识别的电流调制方法。

第四方面，本申请还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器进行加载，以执行上述的用于拓扑识别的电流解调方法中的步骤，或执行上述的用于拓扑识别的电流调制方法中的步骤。

第五方面，本申请提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机程序或指令，当该计算机程序或指令被电子设备执行时，使得该电子设备执行上述第一方面或第一方面的任意可能的实现方式中的方法、或者使得该电子设备执行上述第二方面或第二方面的任意可能的实现方式中的方法。

本申请实施例提供的用于拓扑识别的电流解调方法、调制方法、设备及介质，应用于拓扑识别技术领域，用于拓扑识别的解调方法包括：获取调制电流信号，调制电流信号包括设备的拓扑信息；通过第一带通滤波器，对调制电流信号进行滤波处理，得到第一滤波信号；获取第一滤波信号中各点位的平均瞬时频率；根据第一滤波信号中各点位的平均瞬时频率，获得第一滤波信号的平均瞬时频率变化曲线；根据平均瞬时频率变化曲线中的频率峰值和频率谷值，确定设备的拓扑信息。本申请由于可根据设备的拓扑信息，对应设置调制电流信号中的频率峰值和频率谷值，因此可以使得调制电流信号中可承载更多信息，从而可以减少发送所需时间，进而可以降低用于注入调制电流的电路的功耗。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种可能的用于拓扑识别的电流解调/调制系统；

图2是单频OOK调制方法的一个原理示意图；

图3是本申请实施例中提供的用于拓扑识别的电流调制方法的一个实施例流程示意图；

图4是本申请实施例中提供的调制电流中多个频率成分的一种示意图；

图5是本申请实施例中提供的多个数值信息的一种示意图；

图6是本申请实施例中提供的用于注入调制电流的电路的一种示意图；

图7是本申请实施例中提供的用于拓扑识别的电流解调方法的一个实施例流程示意图；

图8是本申请实施例中提供的调制电流信号的一种示意图；

图9是本申请实施例中提供的第一滤波信号的一种示意图；

图10是本申请实施例中提供的第一滤波信号中按出现时间排序的多个极大值点的一种示意图；

图11是本申请实施例中提供的第一滤波信号中多个极大值点的出现时间的一种示意图；

图12是本申请实施例中提供的第一滤波信号中各点位的第一时间跨度与第二时间跨度的平均值的一种示意图；

图13是本申请实施例中提供的第一滤波信号的平均瞬时频率变化曲线的一种示意图；

图14是本申请实施例中提供的第二滤波信号的平均瞬时频率变化曲线的一种示意图；

图15是本申请实施例中提供的用于拓扑识别的电流解调装置的一个实施例结构示意图

图16是本申请实施例中提供的用于拓扑识别的电流调制装置的一个实施例结构示意图

图17是本申请实施例中提供的电子设备的一个实施例结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定，“/”表示“或”。

在本申请中，“在本申请实施例中”、“在本申请的一些实施例中”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本申请中被描述为“在本申请实施例中”、“在本申请的一些实施例中”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本申请，给出了以下描述。在以下描述中，为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本申请。在其它实例中，不会对公知的原理和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本申请的描述变得晦涩。因此，本申请并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本申请所公开的原理和特征的最广范围相一致。

本申请实施例提供一种用于拓扑识别的电流解调方法、调制方法、设备及介质，以下分别进行详细说明。

首先，对本申请用于拓扑识别的电流解调方法、调制方法的应用场景进行举例说明，具体如下：在台区的配电设备拓扑网络中，至少包括两级配电设备。以两级配电设备包括上级配电设备和下级配电设备为例，需要确定该下级配电设备具体是连接到哪一上级配电设备，即确定该下级配电设备在配电设备拓扑网络中的位置。

针对上述场景，本申请实施例提供一种可能的用于拓扑识别的电流解调/调制系统，如图1所示。该用于拓扑识别的电流解调/调制系统包括电流调制装置100和电流解调装置200。其中，电流调制装置100用于调制电流信号的调制。例如电流调制装置100可以是电流调制器。电流解调装置200用于调制电流信号的解调。例如电流解调装置200可以是电流解调器。可以理解的是，电流解调装置200和电流调制装置100可以集成于同一物理设备中，或者也可以集成于不同的物理设备中，本申请对此处不做限定。图1是以电流解调装置200和电流调制装置100可以集成于同一物理设备示例的。

需要说明的是，图1所示的用于拓扑识别的电流解调/调制系统仅仅是一个示例，本申请实施例描述的用于拓扑识别的电流解调/调制系统是为了更加清楚的说明本申请实施例的技术方案，并不构成对于本申请实施例提供的技术方案的限定，本领域普通技术人员可知，随着用于拓扑识别的电流解调/调制系统的演变和新业务场景的出现，本申请实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。

基于上述内容，拓扑识别技术一般是基于单频OOK调制方法实现。请参阅图2，图2为单频OOK调制方法的原理示意图。单频OOK调制方法采用二进制编码方式生成数字信号(数据信号中包括数据位1和数据位0)，根据数字信号来控制正弦载波电流的开启与关闭，得到调制电流信号，调制电流信号中数据位1所在的高频电流的频率避开预设工频的倍频，预设工频一般为50Hz(赫兹)。正弦载波电流的注入可为恒流或恒压注入，每个高频电流的发送时间为特定时间，通常为几百毫秒。

可以看出，若采用单频OOK调制方法，若需要发送的拓扑信息较多，调制电流注入时间会增加，用于注入调制电流的电路的功耗过大，对硬件散热带来了挑战。此外，单频较容易受到干扰，不利于干扰环境下的解调。

基于上述内容，本申请提出了一种用于拓扑识别的电流调制方法。该方法可根据设备的拓扑信息，对应设置调制电流信号中的频率峰值和频率谷值，因此可以使得调制电流信号中可承载更多信息，从而可以减少发送所需时间，进而可以降低用于注入调制电流的电路的功耗。

请参阅图3至图6，图3为本申请实施例中提供的用于拓扑识别的电流调制方法的一个实施例流程示意图。该用于拓扑识别的电流调制方法应用于上述场景中的下级配电设备处，由下级配电设备处的电流调制装置100来执行实现。该用于拓扑识别的电流调制方法与用于拓扑识别的电流解调方法对应，具体包括：

301、获取设备的拓扑信息。

本申请实施例中的拓扑信息可以是设备的任意标识信息，例如拓扑信息可以是配电设备的序列号，序列号可以用N个比特位表示，N为大于1的整数，例如，可以用4个比特位表示，如9752，再比如ABCD等；或者可以用8比特表示，比如9752ABCD，再比如9A7B5C2D等，本申请对此不做限定。可以理解的是，拓扑信息也可以是除序列号之外的其它标识信息，可通过拓扑信息区分出不同设备即可。

302、采用预设的编码方式对拓扑信息编码，得到待调制的电流信号中的频率峰值和频率谷值。

本申请实施例中预设的编码方式可以是10进制编码方式，当然，也可以是其它可能的编码方式，对此不做限定。以拓扑信息为9为例，在按照10进制编码方式进行编码后，编码得到的数值信息也为9，那么，待调制的电流信号中的频率成分的目标数量为10。以拓扑信息为7为例，在按照10进制编码方式进行编码后，编码得到的数值信息也为7，那么，待调制的电流信号中的频率成分的目标数量为8。

在本申请实施例中，基于待调制的电流信号中的频率成分的目标数量，确定目标数量的各频率成分的频率取值，从而得到待调制的电流信号中的频率峰值和频率谷值。以目标数量为10为例，多个频率成分的频率取值可以依次为：827Hz、812Hz、830Hz、815Hz、833Hz、818Hz、836Hz、821Hz、839Hz、824Hz、827Hz，可以看出，多个频率成分中存在频率峰和频率谷。以目标数量为8为例，多个频率成分的频率取值可以依次为：827Hz、812Hz、830Hz、815Hz、833Hz、818Hz、836Hz、821Hz、827Hz。以目标数量为0为例，多个频率成分的频率取值可以依次为：827Hz、827Hz。其中，827Hz为预设的中心频率，即待调制的电流信号的中心频率。

在本申请的一些实施例中，基于待调制的电流信号中的频率成分的目标数量，确定目标数量的各频率成分的频率取值时，可以按如下方式取值：调制电流信号中包括前后依次相连的多个信号片段，同一信号片段中的频率相同(即同一信号片段只有一个频率成分)，相邻两个信号片段的频率不同，调制电流信号中的第一个信号片段和最后一个信号片段的频率相同(例如频率均为预设的中心频率827Hz)。

在本申请的一些实施例中，为了便于调制电流信号的解调，在发送调制电流信号时，需要对调制电流信号中每一信号片段发送的持续时长进行限制。例如，每一信号片段发送的持续时长可以是60-100个周期。又例如，在调制电流信号中，第一个信号片段和最后一个信号片段的持续时长为T1个周期，除第一个信号片段和最后一个信号片段外的信号片段发送的持续时长为T2个周期，T2与T1不相等，以图4为例，图4中包括827Hz、812Hz、839Hz、839Hz这四个信号片段(方波信号)，T1取值为100，T2取值为60。

进一步地，可选地，为了便于调制电流信号的解调，在调制电流信号中包括至少三个信号片段时，相邻信号片段的频率之间的差值至少相差3Hz，且尽量错开，例如调制电流信号中除调制电流信号中的第一个信号片段和最后一个信号片段之外的、任意相邻两个信号片段中的一个信号片段的频率大于预设的中心频率、另一个信号片段的频率小于预设的中心频率，使得相邻的信号片段之间的频率差异较大。

303、按照频率峰值和频率谷值进行电流调制处理，得到调制电流信号。

在本申请实施例中，采用图6所示的用于注入调制电流的电路，实现电流调制处理，图6所示的用于注入调制电流的电路与电力线连接，图6中的G点为开关，开关用于控制电路中恒流源的开关频率，从而调制出指定频率的电流信号。

按照频率峰值和频率谷值进行电流调制处理进行电流调制处理，可以包括：将包含有确定出的多个频率成分(包括依次连接的频率峰值和频率谷值)的控制信号输入到G点，以使电路产生对应频率的电流信号。在依次发送多个数值信息(例如9、7、5、2)时，则先将根据数值信息“9”确定出的多个频率成分的控制信号输入到G点，再将控制信号接地100毫秒(即无调制的空信息)，接着将根据数值信息“9”确定出的多个频率成分的控制信号输入到G点，再将控制信号接地100毫秒，数值信息“5”和“2”依此类推，控制信号的变化如图5所示。

本申请实施例提供的用于拓扑识别的电流调制方法，由于可根据用于拓扑识别的数值信息，对应设置调制电流信号中的频率峰值和频率谷值，因此可以使得调制电流信号中可承载更多信息，从而可以减少发送所需时间，进而可以降低用于注入调制电流的电路的功耗。

基于上述内容，本申请还提出了一种用于拓扑识别的电流解调方法。该方法可根据设备的拓扑信息，对应设置调制电流信号中的频率峰值和频率谷值，因此可以使得调制电流信号中可承载更多信息，从而可以减少发送所需时间，进而可以降低用于注入调制电流的电路的功耗。

请参阅图7至图14，图7为本申请实施例中提供的用于拓扑识别的电流解调方法的一个实施例流程示意图。该用于拓扑识别的电流解调方法应用于上述场景中的上级配电设备处，由上级配电设备处的上述电流解调装置200来执行实现。该用于拓扑识别的电流解调方法与用于拓扑识别的电流调制方法对应，包括：

701、获取调制电流信号，调制电流信号包括设备的拓扑信息。

本申请实施例中的调制电流信号可以采用上述图3所示的电流调制方法得到。以图8为例，调制电流信号包括6个频率成分的特征电流，6个频率成分的频率分别为827Hz、812Hz、830Hz、815Hz、833Hz、818Hz，该调制电流信号代表的数值信息为“5”。可以理解的是，由于827Hz、812Hz、830Hz、815Hz、833Hz、818Hz等频率无法直接通过肉眼观测到，因此图8示出的为调制电流信号的简化图，并不作为调制电流信号的限定。

702、通过第一带通滤波器，对调制电流信号进行滤波处理，得到第一滤波信号。

其中，第一带通滤波器的中心频率为第一频率或第二频率，第一频率为预设的中心频率与预设工频的差值，第二频率为预设的中心频率与预设工频的和值，预设的中心频率用于上述调制电流信号的调制。

在本申请实施例中，通过第一带通滤波器，对实时采集的调制电流信号进行实时滤波处理，以使调制电流信号中特定频段的频率成分通过，而极大地衰减其他频率成分，从而提取出调制电流信号中的有效频率成分。进行电流信号的调制时采用的中心频率为预设的中心频率f1，根据电流调制特点可以知晓，实际采样得到的调制电流信号为调制信号和电压信号的乘积(其中，调制信号指由原始信息变换而来的低频信号，例如调制信号指由上述的数值信息生成的低频信号，需要将该低频信号加载到电压信号，从而得到高频的调制电流信号，即电流的调制原理，其中，电压信号一般为正弦载波信号)，根据三角函数积化和差公式：

可知，实际采样得到的调制电流信号的中心频率为预设的中心频率与预设工频的差值(即f1-50Hz)或为预设的中心频率与预设工频的和值(即f1+50Hz)。因此将第一带通滤波器的中心频率设计为f1-50Hz或f1+50Hz。也可以理解为，构造中心频率为f1-50Hz或f1+50Hz的第一带通滤波器。

在本申请的一些实施例中，第一带通滤波器为窄带带通滤波器，带宽一般设计为40Hz。第一带通滤波器例如可以是递归滤波器(Infinite Impulse Response，IIR)或者非递归型滤波器(Finite Impulse Response，FIR)，本申请对此不作限定。

参照图9，图9为进行滤波处理后得到的第一滤波信号的示例。若调制电流信号的预设的中心频率f1取值为827Hz，第一带通滤波器的中心频率可以为827Hz-50Hz＝777Hz，带宽一般为30Hz，通带一般为[760Hz，790Hz]。

703、获取第一滤波信号中各点位的平均瞬时频率。

在本申请实施例中，第一滤波信号中包括按照出现时间排序的多个点位，按照出现时间排序的多个点位的集合即第一滤波信号。一个点位指第一滤波信号中一个出现时间所在的点，这样，在第一滤波信号中，一个点位上就有一个幅值，多个点位的幅值构成了第一滤波信号。一个点位对应有一个平均瞬时频率，多个点位的平均瞬时频率的集合即第一滤波信号的平均瞬时频率变化曲线。

在本申请的一些实施例中，获取第一滤波信号中各点位的平均瞬时频率，可以包括：确定第一滤波信号中按出现时间排序的多个极大值点和按出现时间排序的多个极小值点；在多个极大值点中，确定每预设数量的多个极大值点之间的第一时间跨度t₁；在多个极小值点中，确定每预设数量的多个极小值点之间的第二时间跨度t₂。示例性的，预设数量M的取值可以大于或等于50。

进一步，根据预设数量、第一时间跨度t₁和第二时间跨度t₂，确定第一滤波信号中各点位的平均瞬时频率。具体的：采用以下公式计算第一滤波信号中单个点位的平均瞬时频率：2M/(t₁+t₂)。当然，也可采用其他公式计算第一滤波信号中单个点位的平均瞬时频率，例如M/(t1+t2)，在此不作限定。需要说明的是，在计算单个点位的平均瞬时频率时，采用的预设数量的多个极大值点在按出现时间排序的多个极大值点中的排名，与采用的预设数量的多个极小值点在按出现时间排序的多个极小值点中的排名相同，此次不再重复赘述。

参照图10至图12，图10示出了图9的第一滤波信号中按出现时间排序的多个极大值点，图11示出了图10中多个极大值点的出现时间，图12示出了图5的第一滤波信号中各点位的第一时间跨度t₁和第二时间跨度t₂的平均值(t₁+t₂)/2，图12中采用的预设数量M的取值为50。

在本申请的一些实施例中，确定第一滤波信号中按出现时间排序的多个极大值点和按出现时间排序的多个极小值点之后，还可以包括：删除极值间隔过小的极值点。一般来说，极值间隔小于4个点位时，判定极值间隔过小。可以理解的是，基于上述的电流调制方法，第一滤波信号中不会出现间隔过小的极值点，若出现间隔较小的极值点，表明该间隔较小的极值点是由第一滤波信号中的噪声导致的，因此可通过删除极值间隔过小的极值点，消除该噪声，使得第一滤波信号更加准确。

在本申请的一些实施例中，对调制电流信号进行滤波处理，得到第一滤波信号之后，还可以包括：检测第一滤波信号的幅值是否大于预设幅值；若第一滤波信号的幅值小于或等于预设幅值，判定第一滤波信号为空信息；若第一滤波信号的幅值大于预设幅值，判定第一滤波信号不为空信息，并执行获取第一滤波信号中各点位的平均瞬时频率的步骤，具体可参见前述相关介绍，此处不再赘述。

704、根据第一滤波信号中各点位的平均瞬时频率，获得第一滤波信号的平均瞬时频率变化曲线。

在本申请实施例中，第一滤波信号的平均瞬时频率变化曲线中包括第一滤波信号中各点位的平均瞬时频率。根据上述公式2M/(t1+t2)，图9的第一滤波信号的平均瞬时频率变化曲线如图13所示。

在本申请的一些实施例中，根据第一滤波信号中各点位的平均瞬时频率，获得第一滤波信号的平均瞬时频率变化曲线之后，还包括：检测第一滤波信号的平均瞬时频率变化曲线中是否仅包括近似为第一带通滤波器的中心频率的频率成分，以及检测第一滤波信号的平均瞬时频率变化曲线的频率波动幅度是否小于预设频率波动幅度(一般取值为2Hz)；若第一滤波信号的平均瞬时频率变化曲线中仅包括近似为第一带通滤波器的中心频率的频率成分，或者第一滤波信号的平均瞬时频率变化曲线的频率波动幅度小于预设频率波动幅度，判定第一滤波信号中仅包括近似为第一带通滤波器的中心频率的频率成分，以及判定调制电流信号的数值信息为“0”。若第一滤波信号的平均瞬时频率变化曲线中不是仅包括近似为第一带通滤波器的中心频率的频率成分，且第一滤波信号的平均瞬时频率变化曲线的频率波动幅度大于或等于预设频率波动幅度，则执行步骤705。

705、根据所述平均瞬时频率变化曲线中的频率峰值和频率谷值，确定所述设备的拓扑信息。

可以理解的是，调制电流信号是由多个频率成分前后依次衔接形成，不同频率成分之间存在频率波动，而平均瞬时频率变化曲线中的频率峰值和频率谷值，反映了平均瞬时频率变化曲线中的频率波动情况，因此根据平均瞬时频率变化曲线中的频率峰值和频率谷值，可确定出调制电流信号中的频率成分的总数量，即第一数量。

在本申请的一些实施例中，根据平均瞬时频率变化曲线中的频率峰值和频率谷值，确定调制电流信号中的频率成分的第一数量，可以包括：根据平均瞬时频率变化曲线中的频率峰值和频率谷值，确定平均瞬时频率变化曲线中的频率波峰数量和频率波谷数量；将频率波峰数量和频率波谷数量之和，确定为调制电流信号中的频率成分的第一数量。可以理解的是，一个频率峰值可以表示一个频率成分、一个频率谷值可以表示一个频率成分，因此根据频率波峰数量和频率波谷数量之和，可确定出调制电流信号中的频率成分的第一数量。

以图13为例，在图13的第一滤波信号的平均瞬时频率变化曲线中，除了开头位置和结尾位置在第一带通滤波器的中心频率777Hz附近，还有三个频率谷值和两个频率峰值，频率波峰数量和频率波谷数量之和为5，分别在762Hz、765Hz、768Hz、780Hz、783Hz附近，恰好等于调制电流信号中6个频率成分(827Hz、812Hz、830Hz、815Hz、833Hz、818Hz)分别减去50Hz。可以看出，调制电流信号中的频率成分的第一数量为6。

进一步地，根据第一数量及预设的编码方式，确定设备的拓扑信息。具体地，按照上述的电流调制方法中的逻辑，在第一数量为6时，可反推出调制电流信号的数值信息为“5”，通过对数值信息“5”，按照预设的编码方式进行解码，可得到设备的拓扑信息。例如在预设的编码方式为10进制编码方式时，解码方式为10进制解码方式。10进制解码的原理与二进制解码的原理类似，在此不作赘述。

在本申请的一些实施例中，为了使确定出的拓扑信息更加准确，获取调制电流信号之后，还可以包括：通过第二带通滤波器，对调制电流信号进行滤波处理，得到第二滤波信号，第二带通滤波器的中心频率为第一频率或第二频率，且第二带通滤波器的中心频率与第一带通滤波器的中心频率不同，例如，第一带通滤波器的中心频率为f1-50Hz时，第二带通滤波器的中心频率为f1+50Hz；获取第二滤波信号中各点位的平均瞬时频率；根据第二滤波信号中各点位的平均瞬时频率，获得第二滤波信号的平均瞬时变化曲线；根据第二滤波信号的平均瞬时频率变化曲线中的频率峰值和频率谷值，确定调制电流信号中的频率成分的第二数量，确定第二数量的具体步骤与确定第一数量的步骤类似，在此不作赘述。

进一步地，根据第一数量及预设的编码方式，确定设备的拓扑信息，可以包括：若第二数量与第一数量相同，判定识别出的第一数量和第二数量是准确的，并根据第一数量或第二数量，以及预设的编码方式，确定设备的拓扑信息。根据第一数量或第二数量，以及预设的编码方式，确定设备的拓扑信息，具体是采用与预设的编码方式对应的上述解码方式来解码实现。而在第二数量与第一数量不同时，判定识别出的第一数量和第二数量均不准确，并输出提示信息，以供人工检测电流调制或解调是否出错。

参照图14，图14示出了第二滤波信号的平均瞬时频率变化曲线，第二带通滤波器的中心频率为827Hz+50Hz＝877Hz，带宽为30Hz，通带为[860Hz，890Hz]，可以看出，调制电流信号中的频率成分的第二数量也为6，与根据图13中第一滤波信号的平均瞬时频率变化曲线确定出的第一数量相同。

本申请实施例提供的用于拓扑识别的电流解调方法，可根据用于拓扑识别的数值信息，对应设置调制电流信号中的频率峰值和频率谷值，因此可以使得调制电流信号中可承载更多信息，从而可以减少发送所需时间，进而可以降低用于注入调制电流的电路的功耗。并且相较于傅里叶变换以及小波分析等解调方式，本申请实施例采用了滤波和平均瞬时频率进行解调，使得解调更加简单。

为了更好实施本申请实施例中用于拓扑识别的电流解调方法，在用于拓扑识别的电流解调方法基础之上，本申请实施例中还提供一种用于拓扑识别的电流解调装置1500。如图15所示，电流解调装置1500包括：

第一获取单元1501，用于获取调制电流信号，调制电流信号包括设备的拓扑信息；

滤波单元1502，用于通过第一带通滤波器，对调制电流信号进行滤波处理，得到第一滤波信号，第一带通滤波器的中心频率为第一频率或第二频率，第一频率为预设的中心频率与预设工频的差值，第二频率为预设的中心频率与预设工频的和值，预设的中心频率用于调制电流信号的调制；

计算单元1503，用于获取第一滤波信号中各点位的平均瞬时频率；根据第一滤波信号中各点位的平均瞬时频率，获得第一滤波信号的平均瞬时频率变化曲线；

确定单元1504，用于根据平均瞬时频率变化曲线中的频率峰值和频率谷值，确定设备的拓扑信息。

本申请实施例提供的电流解调装置1500，由于可根据用于拓扑识别的数值信息，对应设置调制电流信号中的频率成分的第一数量，因此可以使得调制电流信号中可承载更多信息，从而可以减少发送所需时间，进而可以降低用于注入调制电流的电路的功耗。

在本申请的一些实施例中，计算单元1503，具体用于：确定第一滤波信号中按出现时间排序的多个极大值点和按出现时间排序的多个极小值点；在多个极大值点中，确定每预设数量的多个极大值点之间的第一时间跨度；在多个极小值点中，确定每预设数量的多个极小值点之间的第二时间跨度；根据预设数量、第一时间跨度和第二时间跨度，确定第一滤波信号中各点位的平均瞬时频率。

在本申请的一些实施例中，确定单元1504，具体用于：根据平均瞬时频率变化曲线中的频率峰值和频率谷值，确定平均瞬时频率变化曲线中的频率波峰数量和频率波谷数量；将频率波峰数量和频率波谷数量之和，确定为调制电流信号中的频率成分的第一数量；根据第一数量及预设的编码方式，确定设备的拓扑信息。

在本申请的一些实施例中，电流解调装置1500，还用于：通过第二带通滤波器，对调制电流信号进行滤波处理，得到第二滤波信号，第二带通滤波器的中心频率为第一频率或第二频率，且第二带通滤波器的中心频率与第一带通滤波器的中心频率不同；获取第二滤波信号中各点位的平均瞬时频率；根据第二滤波信号中各点位的平均瞬时频率，获得第二滤波信号的平均瞬时变化曲线；根据第二滤波信号的平均瞬时频率变化曲线中的频率峰值和频率谷值，确定调制电流信号中的频率成分的第二数量；

确定单元1504，具体用于：若第二数量与第一数量相同，根据第一数量或第二数量，以及预设的编码方式，确定设备的拓扑信息。

为了更好实施本申请实施例中用于拓扑识别的电流调制方法，在用于拓扑识别的电流调制方法基础之上，本申请实施例中还提供一种用于拓扑识别的电流调制装置1600。如图16所示，电流调制装置1600包括：

第二获取单元1601，用于获取设备的拓扑信息；

编码单元1602，用于采用预设的编码方式对拓扑信息编码，得到待调制的电流信号中的频率峰值和频率谷值；

调制单元1603，用于按照频率峰值和频率谷值进行电流调制处理，得到调制电流信号。

本申请实施例提供的电流调制装置1600，由于可根据用于拓扑识别的数值信息，对应设置调制电流信号中的频率成分的第一数量，因此可以使得调制电流信号中可承载更多信息，从而可以减少发送所需时间，进而可以降低用于注入调制电流的电路的功耗。

在本申请的一些实施例中，电流调制装置1600，还用于：发送调制电流信号；其中，调制电流信号中的第一个信号片段和最后一个信号片段发送的持续时长为T1个周期，除第一个信号片段和最后一个信号片段外的信号片段发送的持续时长为T2个周期，T2与T1不相等。

除了上述介绍用于拓扑识别的电流调制/解调方法与装置之外，本申请实施例还提供一种电子设备，其集成了本申请实施例所提供的电流解调装置1500、电流调制装置1600中的至少一个，电子设备包括：

一个或多个处理器；

存储器；以及

一个或多个应用程序，其中一个或多个应用程序被存储于存储器中，并配置为由处理器执行上述的用于拓扑识别的电流解调/调制方法中任一实施例中的步骤。

如图17所示，其示出了本申请实施例所涉及的电子设备的结构示意图，具体来讲：

该电子设备可以包括一个或者一个以上处理器1701，进一步，该电子设备还可以包括一个或一个以上计算机可读存储介质的存储器1702等部件。可选地，该电子设备还可以包括电源1703和输入单元1704。本领域技术人员可以理解，图17中示出的电子设备结构并不构成对电子设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。其中：

处理器1701是该电子设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电子设备的各个部分，通过运行或执行存储在存储器1702内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器1702的数据，执行电子设备的各种功能和处理数据，从而对电子设备进行整体监控。可选的，处理器1701可包括一个或多个处理核心；优选的，处理器1701可集成应用处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等。

存储器1702可用于存储软件程序以及模块，处理器1701通过运行存储在存储器1702的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理。存储器1702可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序等；存储数据区可存储根据电子设备的使用所创建的数据等。此外，存储器1702可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。相应地，存储器1702还可以包括存储器控制器，以提供处理器1701对存储器1702的访问。

电子设备还包括给各个部件供电的电源1703，优选的，电源1703可以通过电源管理系统与处理器1701逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。电源1703还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电系统、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。

该电子设备还可包括输入单元1704，该输入单元1704可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与用户设置以及功能控制有关的信号输入。

尽管未示出，电子设备还可以包括显示单元等，在此不再赘述。具体在本申请实施例中，电子设备中的处理器1701会按照如下的指令，将一个或一个以上的应用程序的进程对应的可执行文件加载到存储器1702中，并由处理器1701来运行存储在存储器1702中的应用程序，从而实现各种功能，如下：

获取调制电流信号，调制电流信号包括设备的拓扑信息；通过第一带通滤波器，对调制电流信号进行滤波处理，得到第一滤波信号，第一带通滤波器的中心频率为第一频率或第二频率，第一频率为预设的中心频率与预设工频的差值，第二频率为预设的中心频率与预设工频的和值，预设的中心频率用于调制电流信号的调制；获取第一滤波信号中各点位的平均瞬时频率；根据第一滤波信号中各点位的平均瞬时频率，获得第一滤波信号的平均瞬时频率变化曲线；根据平均瞬时频率变化曲线中的频率峰值和频率谷值，确定设备的拓扑信息。

或者，获取设备的拓扑信息；采用预设的编码方式对拓扑信息编码，得到待调制的电流信号中的频率峰值和频率谷值；按照频率峰值和频率谷值进行电流调制处理，得到调制电流信号。

为此，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取记忆体(RAM，Random AccessMemory)、磁盘或光盘等。该计算机可读存储介质中存储有计算机程序，计算机程序能够被处理器进行加载，以执行本申请实施例所提供的任一种物流车辆的调度方法中的步骤。例如，该指令可以执行如下步骤：

获取调制电流信号，调制电流信号包括设备的拓扑信息；通过第一带通滤波器，对调制电流信号进行滤波处理，得到第一滤波信号，第一带通滤波器的中心频率为第一频率或第二频率，第一频率为预设的中心频率与预设工频的差值，第二频率为预设的中心频率与预设工频的和值，预设的中心频率用于调制电流信号的调制；获取第一滤波信号中各点位的平均瞬时频率；根据第一滤波信号中各点位的平均瞬时频率，获得第一滤波信号的平均瞬时频率变化曲线；根据平均瞬时频率变化曲线中的频率峰值和频率谷值，确定设备的拓扑信息。

或者，获取设备的拓扑信息；采用预设的编码方式对拓扑信息编码，得到待调制的电流信号中的频率峰值和频率谷值；按照频率峰值和频率谷值进行电流调制处理，得到调制电流信号。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上对本申请实施例所提供的一种用于拓扑识别的电流解调方法、调制方法、设备及介质进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (9)

1.一种用于拓扑识别的电流解调方法，其特征在于，所述方法包括：

获取调制电流信号，所述调制电流信号包括设备的拓扑信息；

通过第一带通滤波器，对所述调制电流信号进行滤波处理，得到第一滤波信号，所述第一带通滤波器的中心频率为第一频率或第二频率，所述第一频率为预设的中心频率与预设工频的差值，所述第二频率为所述预设的中心频率与所述预设工频的和值，所述预设的中心频率用于所述调制电流信号的调制；

获取所述第一滤波信号中各点位的平均瞬时频率；

根据所述第一滤波信号中各点位的平均瞬时频率，获得所述第一滤波信号的平均瞬时频率变化曲线；

根据所述平均瞬时频率变化曲线中的频率峰值和频率谷值，确定所述平均瞬时频率变化曲线中的频率波峰数量和频率波谷数量；

将所述频率波峰数量和频率波谷数量之和，确定为所述调制电流信号中的频率成分的第一数量；

根据所述第一数量及预设的编码方式，确定所述设备的拓扑信息。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述第一滤波信号中各点位的平均瞬时频率，包括：

确定所述第一滤波信号中按出现时间排序的多个极大值点和按出现时间排序的多个极小值点；

在所述多个极大值点中，确定每预设数量的多个极大值点之间的第一时间跨度；

在所述多个极小值点中，确定每预设数量的多个极小值点之间的第二时间跨度；

根据所述预设数量、所述第一时间跨度和所述第二时间跨度，确定所述第一滤波信号中各点位的平均瞬时频率。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述平均瞬时频率、所述预设数量、所述第一时间跨度和所述第二时间跨度满足以下公式：

F＝2M/(t₁+t₂)

其中，F为所述平均瞬时频率，M为所述预设数量，t₁为所述第一时间跨度，t₂为所述第二时间跨度。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取调制电流信号之后，还包括：

通过第二带通滤波器，对所述调制电流信号进行滤波处理，得到第二滤波信号，所述第二带通滤波器的中心频率为所述第一频率或所述第二频率，且所述第二带通滤波器的中心频率与所述第一带通滤波器的中心频率不同；

获取所述第二滤波信号中各点位的平均瞬时频率；

根据所述第二滤波信号中各点位的平均瞬时频率，获得所述第二滤波信号的平均瞬时变化曲线；

根据所述第二滤波信号的平均瞬时频率变化曲线中的频率峰值和频率谷值，确定所述调制电流信号中的频率成分的第二数量；

所述根据所述第一数量及预设的编码方式，确定所述设备的拓扑信息，包括：

若所述第二数量与所述第一数量相同，根据所述第一数量或所述第二数量，以及所述预设的编码方式，确定所述设备的拓扑信息。

5.一种用于拓扑识别的电流调制方法，其特征在于，包括：

获取设备的拓扑信息；

采用预设的编码方式对所述拓扑信息编码，得到待调制的电流信号的数值信息；

根据所述数值信息，确定待调制的电流信号中的频率成分的目标数量；

确定所述目标数量的多个频率成分的频率取值，得到待调制的电流信号中的频率峰值和频率谷值；

按照所述频率峰值和所述频率谷值进行电流调制处理，得到调制电流信号。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述调制电流信号中包括前后依次相连的多个信号片段，同一信号片段中的频率相同，相邻两个信号片段的频率不同，所述调制电流信号中的第一个信号片段和最后一个信号片段的频率相同。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

发送所述调制电流信号；

其中，所述调制电流信号中的第一个信号片段和最后一个信号片段发送的持续时长为T1个周期，除所述第一个信号片段和所述最后一个信号片段外的信号片段发送的持续时长为T2个周期，T2与T1不相等。

8.一种电子设备，其特征在于，包括：

一个或多个处理器；

存储器；以及

一个或多个应用程序，其中所述一个或多个应用程序被存储于所述存储器中，并配置为由所述处理器执行以实现权利要求1至4中任一项所述的用于拓扑识别的电流解调方法，或实现权利要求5至7中任一项所述的用于拓扑识别的电流调制方法。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器进行加载，以执行权利要求1至4中任一项所述的用于拓扑识别的电流解调方法中的步骤，或执行权利要求5至7中任一项所述的用于拓扑识别的电流调制方法。