基于人工智能的通信电源监控数据采集方法研究

摘""要：传统的通信电源监控系统在实际进行数据采集时不仅耗时较多，且准确率的保证方面存在着较多缺陷。为此，需要将人工智能技术融入其中，结合实际需求以细化通信电源监控数据采集流程与内容，进而保证此类系统的运行效果。简述了融合人工智能的常见通信电源监控数据采集方式，并基于对其系统架构的分析，从硬件与软件两个角度出发，阐述了基于人工智能的通信电源监控数据采集系统设计要点，希望能够为通信电源设计与使用提供一些帮助。

关键词：人工智能"""通信电源"""监控数据"""采集方法

中图分类号："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

通信技术、计算机技术等均与现代化的通信电源监控系统相融合，从实际应用情况来看，已经能够基本满足数据采集与后续分析的需求，可起到基于采集数据以选择合适应对方法，用以保证通信系统运行稳定性的重要作用。但过往通信电源的监控方式，往往需要复杂线路之间的衔接以支持远程的控制，在实际使用期间表现出了一定的复杂性，且影响了数据采集的完整性与准确性。为解决此类问题，将人工智能技术融入系统设计过程中极为关键，可为监控系统提供所需的有效数据支持，进而为助力电子通信行业的发展奠定基础。

1""人工智能的通信电源监控数据采集方式

1.1""数字滤波

在数据采集过程中，由于电磁干扰、设备噪声等各种因素的影响，原始数据往往包含噪声和干扰。数字滤波器通过特定的数学运算，能够有效地滤除这些噪声和干扰，保留有用信号[1]。人工智能技术在数字滤波中的应用，使得滤波器能够自动适应不同的工作环境和噪声特性，实现更高效的滤波效果。通过机器学习算法，滤波器可以实时调整其参数，以应对环境变化和噪声干扰的变化。

1.2""标度变换

在通信电源监控系统中，采集到的原始数据往往需要经过标度变换才能用于分析和决策[2]。人工智能技术可以通过机器学习算法对标度变换过程进行优化设计，使其能够自动适应不同的数据特点和工程要求。此方法不仅能够提高标度变换的精度和灵活性，同时可有效减少人工干预并进一步降低操作难度。

2""通信电源监控数据采集系统架构

2.1""需求分析

对于电源监控系统来说，其核心在于可对监控通信系统所使用的位于不同位置的电源进行全面监控，包括AC-DC、DC-DC、DC-AC、AC-AC这4种类型[3]。为保证对监控电源予以全面掌控，作为智能化监控系统应具备对多台设备进行同步状态监控的基本能力，且需要同步开展对电源运行期间所产生的电流与电压波动变化等关键参数进行监测[4]。基于对各类监测数据的分析，即可自动化对系统的故障状态进行判断，可发出报警信息并根据预先提供的数据库进行相关控制措施的落实。

2.2""组成结构

此类具有自动化特点的智能数据采集系统整体结构具有分布式特点，可建立起上位机与监控节点之间的紧密联系。从系统的实际应用角度分析，可以发现其核心为网络拓扑结构类型，不同节点之间的衔接搭建起了主从式通信网络，所采取的总线协议为RS-485串行通信[5]。而作为接收者，则可进行数据的自动化判断，若发现错误命令即可进行命令信息的重新请求发送，确保监控端能够进行重新的数据传输。达到3次以上，即可由系统进行故障类型的自动查找与判断，发送给上位机相关的警告信息。在将应答请求信息发出后，回应时间若过长，即可对相应请求进行重新发送，并在3次以上的请求错误后进行故障的自动化判断，若正确即可进行二次确认，为后续监控设备与系统的常态化运行提供支持。

3""通信电源监控数据采集系统设计要点

3.1""硬件

3.1.1""监控终端

3.3"V是监控终端在主控制单元运行期间需求的电压数据，对应所使用的通信模块需求电压则为5"V左右，且需要进行同步的12"V电压设置进行开关量的自动化信息采集。为满足这一需求，应设计具有隔离输出特点的电压用以维持监控终端在运行期间的整体稳定性，从而保证各类交流电在使用期间的便捷效果。该环节所采取的电源想要进行直流电的产生，则应基于转换器用以保证采集系统在需求供电方面的实际要求，并建议分为两级进行电源的妥善搭建。首个层级所采取的具有隔离特点的反激电源，可在转换器的应用下进行三路电压输出，同时具有隔离输出的特点，次级则可在稳压芯片辅助下进行隔离电源的提供，用以保证电压在输出方面的可靠性与稳定性，其同样是将电源整体负载能力予以全面提升的关键措施。

3.1.2""主控器

对于主控器来说，其在辅助电路设计期间，需要强调联合测试与时钟电路的设计重要性，其中，后者是确保微型控制器可维持稳定运行状态的关键因素，也是保证数字时序电路可维持正常化运转状态的核心内容。微控制器的使用可以根据内外部因素进行自动化的时钟信号选择。对于此类设计方案，则使用外部晶振进行时钟源的实现，规格为32.768"Hz，并需要为仿真调试的实际需求进行相应接口的提供，一般为JTAG电路。此类电路的接口方式同样是满足调试需求的关键因素，为保证调试效果，额外添加了串行线调试模块，即使是在特殊环境下，所使用的接口同样相较传统接口有着更强的稳定性表现，需求的下载引脚较少，可高质量完成设定的调试任务。

3.1.3""采集电路

交流电信号与直流电信号采集电路是电信号采集电路的两种类型，前者为对交流电压与电路进行采集的关键，可同步开展对运行频率的自动化检测。首先，可基于电阻串联的形式进行采集层面的电压调整，并规定对应的采集范围。从本设计的角度出发，采样方面可借助模数转换器进行，以有效保证采样的整体准确性。其次，需要基于对采集完成的交流电压信号的分析，进行模数控制器中的微型控制器转换处理，其中控制器需求电压为3.3"V，要求应及时进行正极转化，并需要进行0～3.3"V的控制工作。该过程不仅耗费成本低且能够保证整体变化精准度，进而全面满足进行数据采集与监控的实际设计需求。而对于直流电信号采集电路来说，可分为两路电压与电流采集两类，并可借助其中具有串联形式的电阻实现分压。

3.1.4""人机交互

想要确保直流电压在采样方面的可靠性与全面性，此设计所采取的电路形式为基于运算放大器进行的差分放大电路设计方案，可以根据实际需求进行对直流电压信号的准确测量。应注意的是，对于监控终端来说，其所使用的按键在功能方面往往相对较为单一，数量同样相对较少，所搭建的人机交换电路在控制方面多采取独立按键形式。过程中融合了微控制器进行独立的输入输出设计，并给予对应接口进行集成电路的安装。由于独立按键的加入，不仅保证了稳定的控制效果，而且对于整体电路的干扰同样相对较小，整体设计相对较为简单，能够满足在设计层面的实际需求。

3.1.5""通信模块

所采取的微控制器包含的收发器数量为5个，对应不同接口，因此有着对差分信号机进行转换的需求；而且，为达到总线高效传输的目的，需要进行网络信号的针对性处理，以实现对信号的精准识别。为此，建议添加通信转换芯片，设定电压为5"V，同时要求加入接收器以及信号驱动器，从而满足设计方案中对各类接口的适配条件。此外，为进一步保证通信电路在使用期间的稳定性，所采取的设计电路形式应具备隔离特点。

3.2""软件

3.2.1""信号采集

按键的针对性检测、输入输出电参数的采集以及开关量采集等，皆为信号采集模块包含的功能，可以通过查询与中断两种形式进行全面的信息采集。查询期间所占用的芯片内存相对较大，对系统的运行效率所造成的影响不可忽略，这也是该系统在设计期间需要使用按键模块的科学搭建形式的主要原因。而通过中断服务的相应子程序设置，可以自由进行按键层面的功能使用以及存储，用以保证在按键检测期间的数据采集时效性。从开关量的使用状态监测情况来看，建议基于定时中断的方法进行科学电路搭建。同时，为消除电源环境因素影响，应在获取到至少20次的结果后才能够进行有效统计，并在需求量达到13次后，才能够为开关量的导通提供支持。

3.2.2""电参数分析

现阶段所进行的多通道参数采集问题发生频率相对较高，为此，在设计期间建议使用模数转换方式进行信号转换。设计期间，通过使用对ADC进行重新定义的采集方式，并可根据寄存器的使用方法进行基于设定规则内的数据采集。而所制定的规则，要求预先贮备数据寄存器进行预先保存，但由于仅有一个数据寄存器的实际情况，因此可直接连接存储器进行访问与数据转换，从而实现及时的数据传输目标，避免以往数据被全面覆盖，这一点对于采集完整阶段性电源监控数据极为关键。

3.2.3"nbsp;显示

实现显示模块的正常运行，核心内容在于做好对显示模块的初始化处理工作，而达到正确配置的关键，在于设定完善的模块端口模式，在硬件接口的协助下进行指令与信号的传输搭建。为此，需要进行输出模式的确定，同时在模块的发送前进行复位信号的频率确定。以显示模块的实际工作为例，可在指令下发后进行自动化的命令设置，完成输入指定命令后的重置任务，并对存储器相关数据进行全面清除。

4""结语

综上所述，融合人工智能的通信电源监控数据采集期间，应强调各类模块的设置科学性与合理性，以保证通信设备在使用期间的整体运行质量，促进设备可将自身电能数据予以全面记录。从实际应用情况来看，电源的运行状态信息可及时获取并自动化判断，从而为助力通信企业的可持续性发展奠定坚实基础。

参考文献

[1]宋子锋.基于光电转换的通信电源干接点信号传输监控系统[J].电气技术与经济，2023（10）：368-370，376.

[2]杨显卫.IEC61850通信规约在电力通信电源监控系统中的应用[J].中国高新科技，2023（12）：142-144.

[3]米静波.基于LLC的3kW宽范围输入通信电源研制[D].北京：北方工业大学，2023.

[4]梁永文，张仙梅.智能变电站通信电源远程监控系统设计[J].长江信息通信，2022，35（6）：125-127，130.

[5]白壮.基于半桥LLC谐振变换器的通信电源分析和设计[D].广州：华南理工大学，2022.