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  • AD转换常用的10种数字滤波方法,并附有c语言实现功能,各优缺点均说明。
  • AD转换常用的滤波方法(1)

    千次阅读 2017-09-29 22:47:20
    AD采集中经常要用到数字滤波,而不同情况下又不同滤波需求,下面是10种经典软件滤波方法的程序和优缺点分析: 1、限幅滤波法(又称程序判断滤波法)  2、中位值滤波法  3、算术平均滤波法  4、递推...
    在AD采集中经常要用到数字滤波,而不同情况下又有不同的滤波需求,下面是10种经典的软件滤波方法的程序和优缺点分析:
    1、限幅滤波法(又称程序判断滤波法) 
    2、中位值滤波法 
    3、算术平均滤波法 
    4、递推平均滤波法(又称滑动平均滤波法)
    5、中位值平均滤波法(又称防脉冲干扰平均滤波法) 
    6、限幅平均滤波法 
    7、一阶滞后滤波法 
    8、加权递推平均滤波法 
    9、消抖滤波法 
    10、限幅消抖滤波法
    1、限副滤波
    A、方法: 
    根据经验判断,确定两次采样允许的最大偏差值(设为A) 
    每次检测到新值时判断: 
    如果本次值与上次值之差<=A,则本次值有效 
    如果本次值与上次值之差>A,则本次值无效,放弃本次值,用上次值代替本次值 
    B、优点: 
    能有效克服因偶然因素引起的脉冲干扰 
    C、缺点 
    无法抑制那种周期性的干扰 
    平滑度差
    程序:
    /* A值可根据实际情况调整 
    value为有效值,new_value为当前采样值 
    滤波程序返回有效的实际值*/
    #define A 10
    char value;
    char filter() 
    {
    char new_value; 
    new_value = get_ad(); 
    if ( ( new_value - value > A ) || ( value - new_value > A ) )
    return value;
    else
    return new_value;
    }
    2、中位值滤波法
    A、方法: 
    连续采样N次(N取奇数),把N次采样值按大小排列 ,取中间值为本次有效值 
    B、优点: 
    能有效克服因偶然因素引起的波动干扰,对温度、液位的变化缓慢的被测参数有良好的滤波效果 
    C、缺点: 
    对流量、速度等快速变化的参数不宜
    程序:
    /* N值可根据实际情况调整 
    排序采用冒泡法*/
    #define N 11
    char filter() 
    {
    charvalue_buf[N]; 
    char count,i,j,temp; 
    for ( count=0;count<N;count++) 
    {
    value_buf[count] = get_ad();
    delay(); 
    }
    for(j=0;j<N-1;j++)
    {
    for(i=0;i<N-j-1;i++)
    {
    if ( value_buf>value_buf[i+1] )
    {
    temp =value_buf
    value_buf = value_buf[i+1]; 
    value_buf[i+1] = temp;
    }
    }
    }
    returnvalue_buf[(N-1)/2];
    }
    3、算术平均滤波法
    A、方法: 
    连续取N个采样值进行算术平均运算 
    N值较大时:信号平滑度较高,但灵敏度较低 
    N值较小时:信号平滑度较低,但灵敏度较高 
    N值的选取:一般流量,N=12;压力:N=4 
    B、优点: 
    适用于对一般具有随机干扰的信号进行滤波 
    这样信号的特点是有一个平均值,信号在某一数值范围附近上下波动 
    C、缺点: 
    对于测量速度较慢或要求数据计算速度较快的实时控制不适用 
    比较浪费RAM  

    程序:
    #define N 12
    char filter() 
    {
    int sum = 0; 
    for ( count=0;count<N;count++) 
    {
    sum + =get_ad(); 
    delay();

    return (char)(sum/N);
    }
    4、递推平均滤波法(又称滑动平均滤波法) (FIR前身)
    A、方法: 
    把连续取N个采样值看成一个队列 
    队列的长度固定为N 
    每次采样到一个新数据放入队尾,并扔掉原来队首的一次数据.(先进先出原则) 
    把队列中的N个数据进行算术平均运算,就可获得新的滤波结果 
    N值的选取:流量,N=12;压力:N=4;液面,N=4~12;温度,N=1~4 
    B、优点: 
    对周期性干扰有良好的抑制作用,平滑度高 
    适用于高频振荡的系统 
    C、缺点: 
    灵敏度低 
    对偶然出现的脉冲性干扰的抑制作用较差 
    不易消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差 
    不适用于脉冲干扰比较严重的场合 
    比较浪费RAM
    程序:
    #define N 12
    char value_buf[N]; 
    char i=0;
    char filter() 
    {
    char count; 
    int sum=0; 
    value_buf[i++] = get_ad(); 
    if ( i == N ) i = 0; 
    for ( count=0;count<N,count++) 
    sum+ = value_buf[count]; 
    return (char)(sum/N);
    }
    5、中位值平均滤波法(又称防脉冲干扰平均滤波法)
    A、方法: 
    相当于“中位值滤波法”+“算术平均滤波法” 
    连续采样N个数据,去掉一个最大值和一个最小值 
    然后计算N-2个数据的算术平均值 
    N值的选取:3~14 
    B、优点: 
    融合了两种滤波法的优点 
    对于偶然出现的脉冲性干扰,可消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差 
    C、缺点: 
    测量速度较慢,和算术平均滤波法一样 
    比较浪费RAM
    程序:

    #define N 12
    char filter() 
    {
    char count,i,j; 
    char value_buf[N]; 
    int sum=0; 
    for (count=0;count<N;count++) 
    {
    value_buf[count] = get_ad();
    delay(); 

    for (j=0;j<N-1;j++) 
    {
    for (i=0;i<N-j-1;i++)
    {
    if ( value_buf>value_buf[i+1] )
    {
    temp = value_buf;
    value_buf = value_buf[i+1];
    value_buf[i+1] = temp;

    }
    }
    for(count=1;count<N-1;count++)
    sum +=value[count];
    return(char)(sum/(N-2));
    }   
    6、限幅平均滤波法
    A、方法: 
    相当于“限幅滤波法”+“递推平均滤波法” 
    每次采样到的新数据先进行限幅处理, 
    再送入队列进行递推平均滤波处理 
    B、优点: 
    融合了两种滤波法的优点 对于偶然出现的脉冲性干扰,可消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差 
    C、缺点: 
    比较浪费RAM 

    程序略 参考子程序1、3
    7、一阶滞后滤波法
    A、方法: 
    取a=0~1 
    本次滤波结果=(1-a)*本次采样值+a*上次滤波结果 
    B、优点: 
    对周期性干扰具有良好的抑制作用 适用于波动频率较高的场合 
    C、缺点: 
    相位滞后,灵敏度低 滞后程度取决于a值大小 不能消除滤波频率高于采样频率的1/2的干扰信号

    程序:
    /* 为加快程序处理速度假定基数为100a=0~100 */
    #define a 50
    char value;
    char filter() 
    {
    char new_value; 
    new_value = get_ad(); 
    return ((100-a)*value + a*new_value);
    }
    8、加权递推平均滤波法
    A、方法: 
    是对递推平均滤波法的改进,即不同时刻的数据加以不同的权 
    通常是,越接近现时刻的数据,权取得越大。 
    给予新采样值的权系数越大,则灵敏度越高,但信号平滑度越低 
    B、优点: 
    适用于有较大纯滞后时间常数的对象 
    和采样周期较短的系统 
    C、缺点: 
    对于纯滞后时间常数较小,采样周期较长,变化缓慢的信号 不能迅速反应系统当前所受干扰的严重程度,滤波效果差
    程序:
    /* coe数组为加权系数表,存在程序存储区。*/
    #define N 12
    char code coe[N] ={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12}; 
    char code sum_coe = 1+2+3+4+5+6+7+8+9+10+11+12;
    char filter() 
    {
    char count; 
    char value_buf[N]; 
    int sum=0; 
    for (count=0,count<N;count++) 
    {
    value_buf[count] = get_ad();
    delay();

    for (count=0,count<N;count++)
    sum += value_buf[count]*coe[count]; 
    return (char)(sum/sum_coe);
    }
    9、消抖滤波法
    A、方法: 
    设置一个滤波计数器 
    将每次采样值与当前有效值比较: 
    如果采样值=当前有效值,则计数器清零 
    如果采样值<>当前有效值,则计数器+1,并判断计数器是否>=上限N(溢出) 
    如果计数器溢出,则将本次值替换当前有效值,并清计数器 
    B、优点: 
    对于变化缓慢的被测参数有较好的滤波效果, 
    可避免在临界值附近控制器的反复开/关跳动或显示器上数值抖动 
    C、缺点: 
    对于快速变化的参数不宜 
    如果在计数器溢出的那一次采样到的值恰好是干扰值,则会将干扰值当作有效值导 
    入系统
    程序:
    #define N 12
    char filter()
    {
    char count=0;
    char new_value;
    new_value =get_ad();
    while (value!=new_value)
    {
    count++;
    if (count>=N)return new_value;
    delay();
    new_value =get_ad();
    }
    return value;
    }
    10、限幅消抖滤波法
    A、方法: 
    相当于“限幅滤波法”+“消抖滤波法” 
    先限幅,后消抖 
    B、优点: 
    继承了“限幅”和“消抖”的优点 
    改进了“消抖滤波法”中的某些缺陷,避免将干扰值导入系统 
    C、缺点: 
    对于快速变化的参数不宜
    程序略 参考子程序1、9
    S>           
    展开全文
  • AD采集中经常要用到数字滤波,而不同情况下又不同滤波需求,下面是10种经典软件滤波方法的程序和优缺点分析: 限幅滤波法(又称程序判断滤波法) 中位值滤波法 算术平均滤波法 递推平均滤波法(又称...
    在AD采集中经常要用到数字滤波,而不同情况下又有不同的滤波需求,下面是10种经典的软件滤波方法的程序和优缺点分析:
    1. 限幅滤波法(又称程序判断滤波法) 
    2. 中位值滤波法 
    3. 算术平均滤波法 
    4. 递推平均滤波法(又称滑动平均滤波法)
    5. 中位值平均滤波法(又称防脉冲干扰平均滤波法) 
    6. 限幅平均滤波法 
    7. 一阶滞后滤波法 
    8. 加权递推平均滤波法 
    9. 消抖滤波法 
    10. 限幅消抖滤波法
     
    1、限副滤波
    A、方法: 
    • 根据经验判断,确定两次采样允许的最大偏差值(设为A) 
    • 每次检测到新值时判断: 

        如果本次值与上次值之差<=A,则本次值有效 

        如果本次值与上次值之差>A,则本次值无效,放弃本次值,用上次值代替本次值 

    B、优点: 
    • 能有效克服因偶然因素引起的脉冲干扰 
    C、缺点 
    • 无法抑制那种周期性的干扰 
    • 平滑度差
     
    程序:
    /* A值可根据实际情况调整value为有效值,new_value为当前采样值滤波程序返回有效的实际值 */ 
     1 #define A 10
     2 char value;
     3 char filter() 
     4 {
     5     char new_value; 
     6     new_value = get_ad(); 
     7     if ( ( new_value - value > A ) || ( value - new_value > A ) )
     8     {
     9          return value;
    10     }   
    11     else
    12     {
    13          return new_value;  
    14     }   
    15 }

     

    2、中位值滤波法
    A、方法: 
    • 连续采样N次(N取奇数),把N次采样值按大小排列 ,取中间值为本次有效值 
    B、优点: 
    • 能有效克服因偶然因素引起的波动干扰,对温度、液位的变化缓慢的被测参数有良好的滤波效果 
    C、缺点: 
    • 对流量、速度等快速变化的参数不宜
     
    程序:
    /* N值可根据实际情况调整排序采用冒泡法 */
     1 #define N 11
     2 char filter() 
     3 {
     4     charvalue_buf[N]; 
     5     char count,i,j,temp; 
     6     for ( count=0;count<N;count++) 
     7     {
     8         value_buf[count] = get_ad();
     9         delay(); 
    10     }
    11     for(j=0;j<N-1;j++)
    12     {
    13         for(i=0;i<N-j-1;i++)
    14         {
    15             if ( value_buf>value_buf[i+1] )
    16             {
    17                 temp =value_buf; 
    18                 value_buf = value_buf[i+1]; 
    19                 value_buf[i+1] = temp;
    20             }
    21         }
    22     }
    23 returnvalue_buf[(N-1)/2];
    24 }

     

     
    3、算术平均滤波法
    A、方法: 
    • 连续取N个采样值进行算术平均运算 
        N值较大时:信号平滑度较高,但灵敏度较低 
        N值较小时:信号平滑度较低,但灵敏度较高 
        N值的选取:一般流量,N=12;压力:N=4 
    B、优点: 
    • 适用于对一般具有随机干扰的信号进行滤波 
    • 这样信号的特点是有一个平均值,信号在某一数值范围附近上下波动 
    C、缺点: 
    • 对于测量速度较慢或要求数据计算速度较快的实时控制不适用 
    • 比较浪费RAM  

    程序:
    1 #define N 12
     2 char filter() 
     3 {
     4     int sum = 0; 
     5     for ( count=0;count<N;count++) 
     6     {
     7         sum + =get_ad(); 
     8         delay();
     9     } 
    10     return (char)(sum/N);
    11 }

     

    4、递推平均滤波法(又称滑动平均滤波法) (FIR前身)
    A、方法: 
    • 把连续取N个采样值看成一个队列 
    • 队列的长度固定为N 
    • 每次采样到一个新数据放入队尾,并扔掉原来队首的一次数据.(先进先出原则) 
    • 把队列中的N个数据进行算术平均运算,就可获得新的滤波结果 
    • N值的选取:流量,N=12;压力:N=4;液面,N=4~12;温度,N=1~4 
    B、优点: 
    • 对周期性干扰有良好的抑制作用,平滑度高 
    • 适用于高频振荡的系统 
    C、缺点: 
    • 灵敏度低 
    • 对偶然出现的脉冲性干扰的抑制作用较差 
    • 不易消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差 
    • 不适用于脉冲干扰比较严重的场合 
    • 比较浪费RAM
     
    程序:
     1 #define N 12
     2 char value_buf[N]; 
     3 char i=0;
     4 char filter() 
     5 {
     6     char count; 
     7     int sum=0; 
     8     value_buf[i++] = get_ad(); 
     9     if ( i == N ) i = 0; 
    10     for ( count=0;count<N,count++) 
    11     {
    12         sum+ = value_buf[count]; 
    13     }
    14     
    15     return (char)(sum/N);
    16 }

     

    5、中位值平均滤波法(又称防脉冲干扰平均滤波法)
    A、方法: 
    • 相当于“中位值滤波法”+“算术平均滤波法” 
    • 连续采样N个数据,去掉一个最大值和一个最小值 
    • 然后计算N-2个数据的算术平均值 
    • N值的选取:3~14 
    B、优点: 
    • 融合了两种滤波法的优点 
    • 对于偶然出现的脉冲性干扰,可消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差 
    C、缺点: 
    • 测量速度较慢,和算术平均滤波法一样 
    • 比较浪费RAM
    程序:
    1 #define N 12
     2 char filter() 
     3 {
     4     char count,i,j; 
     5     char value_buf[N]; 
     6     int sum=0; 
     7     for (count=0;count<N;count++) 
     8     {
     9         value_buf[count] = get_ad();
    10         delay(); 
    11     } 
    12     for (j=0;j<N-1;j++) 
    13     {
    14         for (i=0;i<N-j-1;i++)
    15         {
    16             if ( value_buf>value_buf[i+1] )
    17             {
    18                 temp = value_buf;
    19                 value_buf = value_buf[i+1];
    20                 value_buf[i+1] = temp;
    21             } 
    22         }
    23     }
    24     for(count=1;count<N-1;count++)
    25     {
    26         sum +=value[count];
    27     }
    28     
    29     return(char)(sum/(N-2));
    30 }   

     

    6、限幅平均滤波法
    A、方法: 
    • 相当于“限幅滤波法”+“递推平均滤波法” 
    • 每次采样到的新数据先进行限幅处理, 
    • 再送入队列进行递推平均滤波处理 
    B、优点: 
    • 融合了两种滤波法的优点 对于偶然出现的脉冲性干扰,可消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差 
    C、缺点: 
    • 比较浪费RAM 

    程序略 参考子程序1、3
     
    7、一阶滞后滤波法

    A、方法: 

    • 取a=0~1 
    • 本次滤波结果=(1-a)*本次采样值+a*上次滤波结果 

    B、优点: 

    • 对周期性干扰具有良好的抑制作用 适用于波动频率较高的场合 

    C、缺点: 

    • 相位滞后,灵敏度低 滞后程度取决于a值大小 不能消除滤波频率高于采样频率的1/2的干扰信号

     

    程序:

    1 /* 为加快程序处理速度假定基数为100,a=0~100 */
    2 #define a 50
    3 char value;
    4 char filter() 
    5 {
    6     char new_value; 
    7     new_value = get_ad(); 
    8     return ((100-a)*value + a*new_value);
    9 }

     

    8、加权递推平均滤波法
    A、方法: 
    • 是对递推平均滤波法的改进,即不同时刻的数据加以不同的权 
    • 通常是,越接近现时刻的数据,权取得越大。 
    • 给予新采样值的权系数越大,则灵敏度越高,但信号平滑度越低 
    B、优点: 
    • 适用于有较大纯滞后时间常数的对象 
    • 和采样周期较短的系统 
    C、缺点: 
    • 对于纯滞后时间常数较小,采样周期较长,变化缓慢的信号 不能迅速反应系统当前所受干扰的严重程度,滤波效果差
    程序:
    1 /* coe数组为加权系数表,存在程序存储区。*/
     2 #define N 12
     3 char code coe[N] ={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12}; 
     4 char code sum_coe = 1+2+3+4+5+6+7+8+9+10+11+12;
     5 
     6 char filter() 
     7 {
     8     char count; 
     9     char value_buf[N]; 
    10     int sum=0; 
    11     for (count=0,count<N;count++) 
    12     {
    13         value_buf[count] = get_ad();
    14         delay();
    15     } 
    16     for (count=0,count<N;count++)
    17     {
    18         sum += value_buf[count]*coe[count]; 
    19     }
    20     
    21     return (char)(sum/sum_coe);
    22 }

     

    9、消抖滤波法
    A、方法: 
    • 设置一个滤波计数器 
    • 将每次采样值与当前有效值比较: 
    • 如果采样值=当前有效值,则计数器清零 
    • 如果采样值<>当前有效值,则计数器+1,并判断计数器是否>=上限N(溢出) 
    • 如果计数器溢出,则将本次值替换当前有效值,并清计数器 
    B、优点: 
    • 对于变化缓慢的被测参数有较好的滤波效果, 
    • 可避免在临界值附近控制器的反复开/关跳动或显示器上数值抖动 
    C、缺点: 
    • 对于快速变化的参数不宜 
    • 如果在计数器溢出的那一次采样到的值恰好是干扰值,则会将干扰值当作有效值导入系统
    程序:
    1 #define N 12
     2 char filter()
     3 {
     4     char count=0;
     5     char new_value;
     6     new_value =get_ad();
     7     while (value!=new_value)
     8     {
     9         count++;
    10         if (count>=N)return new_value;
    11         delay();
    12         new_value =get_ad();
    13     }
    14 return value;
    15 }

     

    10、限幅消抖滤波法
    A、方法: 
    • 相当于“限幅滤波法”+“消抖滤波法” 
    • 先限幅,后消抖 
    B、优点: 
    • 继承了“限幅”和“消抖”的优点 
    • 改进了“消抖滤波法”中的某些缺陷,避免将干扰值导入系统 
    C、缺点: 
    • 对于快速变化的参数不宜
    程序略 参考子程序1、9
     

     

    来源        

    转载于:https://www.cnblogs.com/skullboyer/p/8390810.html

    展开全文
  • iOS 字符串常用编码互相转换

    千次阅读 2015-10-20 19:18:03
    在日常的网络请求中难免 URL 中会汉字的内容,若不做相应的处理直接将字符串转换成 URL 来加载是问题的,至于文字编码的基本知识请参考这里 Unicode与UTF-8互转(C语言实现),现整理下几种常用的转换方法的代码...

    在日常的网络请求中难免 URL 中会有汉字的内容,若不做相应的处理直接将字符串转换成 URL 来加载是有问题的,至于文字编码的基本知识请参考这里 Unicode与UTF-8互转(C语言实现),现整理下几种常用的转换方法的代码如下,另推荐一个在线转换的网页{这里传送门}


    /// 汉字 UTF8 互转
        NSString* strA = [@"%E4%B8%AD%E5%9B%BD" stringByReplacingPercentEscapesUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
        NSString *strB = [@"中国" stringByAddingPercentEscapesUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
        NSLog(@"%@",strA); // 中国
        NSLog(@"%@",strB); // %E4%B8%AD%E5%9B%BD


    /// Unicode 转汉字
        NSString *content = @"\\u4e2d\\u56fd";
        content = [self replaceUnicode:content];
        NSLog(@"%@",content); // 中国

    - (NSString *)replaceUnicode:(NSString *)unicodeStr {
        
        NSString *tempStr1 = [unicodeStr stringByReplacingOccurrencesOfString:@"\\u"withString:@"\\U"];
        NSString *tempStr2 = [tempStr1 stringByReplacingOccurrencesOfString:@"\""withString:@"\\\""];
        NSString *tempStr3 = [[@"\""stringByAppendingString:tempStr2]stringByAppendingString:@"\""];
        NSData *tempData = [tempStr3 dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
        NSString* returnStr = [NSPropertyListSerialization propertyListFromData:tempData
                                                              mutabilityOption:NSPropertyListImmutable
                                                                        format:NULL
                                                              errorDescription:NULL];
        
        return [returnStr stringByReplacingOccurrencesOfString:@"\\r\\n"withString:@"\n"];
        
    }

    参考文章

    object-c中UTF-8 和 GBK 的 NSString 相互转化的方法

    http://www.cnblogs.com/langtianya/p/3889012.html

    特殊字符转 URL 编码

    http://blog.csdn.net/catandrat111/article/details/8533817

    展开全文
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    SimpleDateFormat有两个常用的方法parse和format

    其中SimpleDateFormat在创建时有一下集中格式可以选择

       SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd")


       * 支持格式为 yyyy.MM.dd G 'at' hh:mm:ss z 如 '2002-1-1 AD at 22:10:59 PSD'<br> 
       * yy/MM/dd HH:mm:ss 如 '2002/1/1 17:55:00'<br> 
       * yy/MM/dd HH:mm:ss pm 如 '2002/1/1 17:55:00 pm'<br> 
       * yy-MM-dd HH:mm:ss 如 '2002-1-1 17:55:00' <br> 
       * yy-MM-dd HH:mm:ss am 如 '2002-1-1 17:55:00 am' <br> 

     

    其中parse方法是将将String类型的字符串转换成Date类型的数据

    而Format则是将Date类型是数据转换为stringbuffer类型的数据

    在网上找了相关的两个小例子:

         String str = "2013-01-21 15:10:20";  
            Date date = null; 
            SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy.MM.dd-HH:mm:ss"); 

       date = sdf.parse(str); 

     

    --------------------------------------------

       SimpleDateFormat dateformat=new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss ");
        String a=dateformat.format(new Date());

    转载于:https://www.cnblogs.com/stu-wrl/p/5886964.html

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