[發明專利]一種用于智能配電系統故障預測的音頻譜分析方法及裝置

在審

• 申請號: 201910641333.5
• 申請日: 2019-07-16
• 公開（公告）號: CN110364179A
• 公開（公告）日: 2019-10-22
• 發明（設計）人: 王瑞;謝春華;王泉濤;王耀勤;樊春暉;陳默;胡勁松;方小康;張瑩
• 申請（專利權）人: 武漢亞為電子科技有限公司
• 主分類號: G10L25/18
• 分類號: G10L25/18;G01R31/08;G06F16/27
• 代理公司: 濟南鼎信專利商標代理事務所(普通合伙) 37245
• 代理人: 曹玉琳

1.一種用于智能配電系統故障預測的音頻譜分析方法，其特征在于：所述方法包括：

收集智能配電系統的音頻信號，并對音頻信號進行頻譜分析，計算出頻譜數據并發送至云端或本地；

基于云端或本地的人工智能識別方法，將接收的頻譜數據與云端或本地音頻頻譜故障庫對比，實現對智能配電系統的分析與故障預測。

2.如權利要求1所述的一種用于智能配電系統故障預測的音頻譜分析方法，其特征在于：對于收集的音頻信號，首先將信號放大后送入A/D轉換將信號轉換為數據，并存儲于緩存中，通過批處理，以及離散FFT算法，計算出頻譜數據。

3.如權利要求3所述的一種用于智能配電系統故障預測的音頻譜分析方法，其特征在于：在收集音頻信號時，需對信號進行放大時，采用自適應的不同比例的放大方式，當聲源信號較小時使用較大的比例放大電路，反之則使用較小的放大電路。

4.如權利要求1所述的一種用于智能配電系統故障預測的音頻譜分析方法，其特征在于：鑒于配電系統音頻頻譜的復雜性，所述實現對智能配電系統的分析與故障預測，是基于先驗數據，并將其存在數據庫系統，基于人工智能和大數據的方法，動態匹配分析數據，其分析方法為基于大數據的眾多終端信號統計，以及正常頻譜數據的排除，通過窗函數、貝葉斯估計方法，最終實現包括對于預測有故障的智能配電系統，生成報警提醒故障碼并發送至該智能配電系統現場進行報警顯示，以及提示人員干預或者主動維護。

5.一種用于智能配電系統故障預測的音頻譜分析裝置，其特征在于：所述裝置包括：

音頻分析裝置，所述音頻分析裝置分布式布置于智能配電系統中，用于收集智能配電系統的音頻信號，并對音頻信號進行頻譜分析，計算出頻譜數據并發送至服務器；

服務器，所述服務器為云端服務器或本地服務器，用于通過上行數據流接收頻譜數據，并基于人工智能識別方法對接收的頻譜數據與服務器的音頻頻譜故障庫進行對比實現對智能配電系統的分析與故障預測，所述的故障庫主要包括變壓器設備故障庫、PCB故障庫、元器件故障庫、環境參數庫、老化趨勢庫和報警處理模型。

6.如權利要求5所述的一種用于智能配電系統故障預測的音頻譜分析裝置，其特征在于：所述服務器還用于對于預測有故障的智能配電系統，生成報警提醒故障碼并發送至該智能配電系統現場進行報警顯示。

7.如權利要求5所述的一種用于智能配電系統故障預測的音頻譜分析裝置，其特征在于：所述音頻分析裝置包括殼體，所述殼體內集成了供電及保護模塊、咪頭、信號放大模塊、通信接口以及中央處理單元，所述中央處理單元分別與所述通信接口、所述信號放大模塊、所述供電及保護模塊相連，所述信號放大模塊與所述咪頭相連；所述咪頭用于拾取音頻信號并通過信號放大模塊放大后將音頻信號送入中央處理單元A/D采集中并儲存于緩存中，由中央處理單元對音頻信號通過批處理計算出頻譜數據，所述通信接口用于連接服務器以及智能配電系統的設備。

8.如權利要求7所述的一種用于智能配電系統故障預測的音頻譜分析裝置，其特征在于：所述信號放大模塊提供有多路不同比例的放大電路，當音頻信號較小時，使用較大的比例放大電路，反之則使用較小的比例放大電路，信號放大模塊根據咪頭采集的音頻信號強度不同，選擇相應的放大電路放大后送入中央處理單元。

9.如權利要求7所述的一種用于智能配電系統故障預測的音頻譜分析裝置，其特征在于：所述中央處理單元為STM32F407VGT6芯片，其內嵌有MODBUS從站協議，同時預留有RS232TTL接口。

10.如權利要求7所述的一種用于智能配電系統故障預測的音頻譜分析裝置，其特征在于：所述通信接口為RS232TTL/RS485自適應通信接口，所述信號放大模塊為LM324為核心的信號放大模塊，所述供電及保護模塊為12V電壓防反接供電。