本发明涉及一种基于数据识别的信号处理系统，属于信号处理。
背景技术：
1、现有的有关数据识别的信号处理系统存在以下不足：
2、采样和量化误差：在数字信号处理过程中，模拟信号需要先进行采样和量化，这一过程会导致信号信息的丢失和失真；
3、计算资源需求高：由于数字信号处理涉及大量数据运算，对计算资源的要求较高，会导致处理速度受限；
4、系统复杂性增加：数字信号处理系统通常比模拟系统更复杂，需要模拟接口以及复杂的数字系统支持，还受限于模数转换器的采样频率，无法满足某些高频信号的处理需求。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种基于数据识别的信号处理系统，旨在解决不同频段信号的自我匹配速率低和匹配成功率低的问题。
2、为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种基于数据识别的信号处理系统包括：
3、数据获取模块：用于配置并调控自动增益控制电路，接收不同频段、不同调制方式的信号，得到待调制信号；
4、信号解调模块：用于根据待调制信号，判断待调制信号的信号类型；根据待调制信号的信号类型，自动识别和选择解调方式，将待调制信号解调为待解码信号；
5、信号解码模块：用于利用解码算法，对待解码信号进行解码和纠错，把待解码信号还原为原始数据；
6、数据分配模块：用于根据原始数据的数据类型，对原始数据进行识别和统计，剔除错误数据，得到待匹配数据；检索输出接口的激发状态；若输出接口被激发，则为输出接口分配对应的待匹配数据；若输出接口未被激发，则保存待匹配数据，直至输出接口被激发。
7、进一步地，所述数据获取模块的工作流程如下：
8、流程a1：搭建自动增益控制电路；
9、流程a2：调用scipy库中的scipy.signal模块，再调用periodogram函数，读取输出端的输出数据频段，得到输出端全部的输出频段，记作（fl，fm）；统计输出频段的个数，记作fpn；
10、1号输出频段：（fl1，fm1）；
11、2号输出频段：（fl2，fm2）；
12、以此类推，fpn号输出频段：（flfpn，fmfpn）；
13、流程a3：接收输入端的信号，记作未处理信号；调用periodogram函数，处理未处理信号，得到未处理信号的判断频段，记作（afl，afm）；
14、流程a4：定义关系式1：（lim（afl/fli）→1）∪（lim（afm/fmi）→1），i表示1～fpn；
15、将1～fpn号的输出频段，依次代入关系式1中，标记出满足关系式1的输出频段，作为参考频段，记作（bfl，bfm）；
16、流程a5：根据参考频段，处理（afl，afm），将未处理信号转化为待调制信号。
17、进一步地，所述流程a1的具体工作流程如下：
18、流程a11：使用乘法运算电路、放大电路、整流电路、低通滤波电路和比较放大电路，搭建自动增益控制电路；
19、其中，11表示乘法运算器；12表示三态门；rm以及r1～r7，都表示电阻，其中rm表示输入阻抗，为超大值电阻，一般选择1000欧姆；
20、ui表示接收信号的输入电压；uo表示放大电路的输出电压；
21、uo1表示乘法运算电路的输入电压；uo2表示整流电路的输出电压；uo3表示低通滤波电路的输出电压；uo4表示比较放大电路的输出电压；
22、ux和uy表示乘法运算器的输入电压；ux代指ui，uy代指uo4；
23、uref表示基准电压；d1和d2表示二极管；c表示电容器；
24、流程a12：读取数据库中，乘法运算器的放大倍数，记作k；差分放大电路的放大倍数，记作ak4；
25、流程a13：将uy接地，断开整流电路、低通滤波电路和比较放大电路；
26、随机生成测试电压，并将测试电压代入ui中，记作ut1；检测测试电压的输出电压，记作ut2；其中，随机生成的测试电压，一般为1～10伏特的正向交流电压；
27、流程a14：判断lim（ut2/ut1）→1是否满足；若满足，则说明自动增益控制电路无需调整；若不满足，则比较r3和r4的大小，进入流程a15；
28、流程a15：若r3≥r4，则把r4的阻值调整至r3；若r3＜r4，则把r3的阻值调整至r4；
29、流程a16：再次随机生成测试电压，根据自动增益控制电路的约束条件，判断乘法运算电路、放大电路、整流电路、低通滤波电路和比较放大电路对应的输入电压是否满足约束条件；
30、若满足，则不处理；若不满足，则调用流程a13～流程a15，提高阻值的相同流程，提高对应的r1～r7阻值；
31、自动增益控制电路的约束条件如下：
32、；
33、；
34、r3＝r4；
35、uo2＝0，uo2为正向电压，或uo2＝－uo2，uo2为负向电压；
36、。
37、进一步地，所述流程a5的具体工作流程如下：
38、流程a51：将未处理信号作为ui，接入自动增益控制电路；比较（afm－afl）与（bfm－bfl）的大小；
39、若（afm－afl）≥（bfm－bfl），则对未处理信号进行先缩小，后放大操作，进入流程a52；
40、若（afm－afl）＜（bfm－bfl），则直接对未处理信号进行放大操作，跳过流程a52，进入流程a53；
41、流程a52：计算未处理信号的缩小比率cbb，cbb的计算式如下：
42、；cbb为正整数，且向上取整；
43、读取数据库中电容的容抗，记作cfn；把r5调整至dr5；dr5的计算式如下：
44、；其中，c表示电容器电容；
45、流程a53：对未处理信号进行放大操作，计算未处理信号的缩小比率ubb，ubb的计算式如下：
46、；ubb为正整数，且向上取整；
47、将r2的阻值调整至ar2，ar2的计算如下：
48、；其中r1表示电阻r1的阻值；
49、流程a54：读取未处理信号在自动增益控制电路的输出信号，记作未确定信号；调用periodogram函数处理，得到未确定信号的频段，记作（cfl，cfm）；
50、流程a55：定义关系式2：（lim（cfl/fli）→1）∪（lim（cfm/fmi）→1）；
51、判断关系式2是否成立；若成立，则未确定信号为待调制信号；
52、若不成立，则计算未确定信号的二次放大比率，记作cudd，cudd的计算式如下：
53、；
54、在r2的基础上，将r2的阻值调整至br2，br2的计算如下：
55、；
56、在r5的基础上，将r5的阻值调整至br5，br5的计算如下：
57、；
58、流程a56：重复流程a51～流程a55，直至关系式2成立，得到待调制信号。
59、进一步地，所述信号解调模块的工作流程如下：
60、流程b1：将待调制信号接入频谱分析仪，得到待调制信号的信号频谱；
61、流程b2：导入matlab软件应用接口，调用fft函数、pwelch函数和spectrogram函数，检测信号频谱的频率分量，判断频率分量是否属于离散型；
62、流程b3：若频率分量属于离散型，则说明待调制信号属于数字信号，进入流程b4；
63、频率分量不属于离散型，则说明待调制信号属于模拟信号，进入流程b5；
64、流程b4：对数字型待调制信号进行解调；
65、流程b5：逆向调用对数字型待调制信号进行解调的相同流程，完成对离散型待调制信号进行解码，得到待解码信号。
66、进一步地，所述流程b4的具体工作流程如下：
67、流程b41：将待调制信号接入示波器，判断待调制信号采用ask解调或fsk解调；
68、流程b411：若示波器上的波形在特定幅度之间变化，则说明待调制信号使用ask解调，进入流程b412；若波形在两种或多种频率之间明显切换，则说明待调制信号使用fsk解调，进入流程b413；
69、流程b412：使用ask解调，获取数据库中数字信号解调判定阈值，记作mt；导入numpy库，并从scipy.signal模块中导入了find_peaks函数；定义ask_demodulate(signal,threshold)函数；其中，signal表示待调制信号，threshold表示mt；
70、使用ask_demodulate(signal,threshold)函数，遍历待调制信号的信号幅度，将待调制信号中，信号幅度高于mt的信号，判定为1；信号幅度低于mt的信号，判定为0；直至待调制信号中每个信号的信号幅度都被检测，得到待解码信号；
71、流程b413：使用fsk解调；读取示波器上待调制信号的最大信号频率，记作fs；待调制信号的出现周期性频率变化的时间，记作t；计算数据点数，记作ffn，；
72、流程b414：获取数据库中数字信号解调判定频率阈值，记作mf；
73、将demodulate()函数的默认fft点数替换为ffn，使用demodulate()函数，将待调制信号中，信号频率高于mf的信号，判定为1；信号频率低于mf的信号，判定为0；直至待调制信号中每个信号的信号频率都被检测，得到待解码信号；
74、流程b42：将待调制信号接入频谱分析仪，判断待调制信号采用psk解调或qam解调；调用采用ask解调或fsk解调相同的流程以及psk解调器或qam解调器，完成对待调制信号的解调，得到待解码信号。
75、进一步地，所述信号解码模块的工作流程：
76、流程c1：将待解码信号接入频谱分析仪，并调用matlab软件应用接口中的，fft函数、pwelch函数和spectrogram函数，判断待解码信号是否属于数字信号；
77、若待解码信号属于数字信号，则跳过流程c2，进入流程c3；
78、若待解码信号不属于数字信号，则说明待解码信号属于模拟信号，进入流程c2；
79、流程c2：将待解码信号转换为数字信号；
80、流程c3：调用libav规范化解码库，使用ffmpeg和gstreamer工具接口，把待解码信号还原为原始数据。
81、进一步地，所述流程c2的具体工作流程如下：
82、流程c21：将待解码信号接入示波器，读取待解码信号的波形图像（正弦波），并读取待解码信号的振动周期，记作zt；
83、流程c22：将待解码信号的波形图像，记作目标波形；将目标波形作为参数，代入math模块中的matplotlib的函数，得到目标波形函数，记作f（x）＝γsin（αx＋β）；其中f（x）表示目标波形函数；x表示目标波形的振动时间；γ、α和β分别表示目标波形的振幅、频率和初相位；
84、流程c23：读取数据库中的最小标准时序，记作at；计算目标波形的划分个数hn，hn＝zt/at；读取数据库中的数字信号解调判定阈值，记作δu；
85、流程c24：计算目标波形，在第0～（1）at时间段的占空比dur0～1；dur0～1的计算式如下：
86、；
87、计算第（1）at～（2）at时间段的占空比dur1～2；dur1～2的计算式如下：
88、；
89、以此类推，计算在第（hn－2）at～（hn－1）at时间段的占空比durhn－2～hn－1；dur0～1的计算式如下：
90、；
91、得到目标波形在第0～（hn－1）at时间段的占空比dur0～1～durhn－2～hn－1；
92、流程c25：比较占空比dur0～1～durhn－2～hn－1的大小，选择最小的占空比，作为基准占空比，记作adur；计算最小基准时间ajt，；
93、流程c26：将第（i）at～（i＋1）at时间段的模拟信号转为数字信号，得到重调制信号；其中，i表示0～（hn－2），且i为正整数；
94、流程c261：计算第（i）at～（i＋1）at时间段的高电平时间tua，；计算低电平时间tda，；
95、流程c262：计算二进制数为1的个数onn，onn＝tua/ajt；计算二进制数为0的个数znn，znn＝tda/ajt；其中onn和znn都为正整数，且向下取整；
96、流程c262：计算不确定二进制数的时间not，not＝tua%ajt；其中，%表示取模操作，not表示tua除以ajt的余数；
97、流程c263：读取数据库的比率系数，记作pdn；判断not/ajt大于或等于pdn是否满足；
98、若满足，则第（i）at～（i＋1）at时间段对应的重调制信号，先填入（onn＋1）个二进制数1，再填入（znn）个二进制数0；
99、若不满足，则第（i）at～（i＋1）at时间段对应的重调制信号，先填入（onn）个二进制数1，再填入（znn＋1）个二进制数0；
100、流程c27：调用对数字型待调制信号进行解调的相同流程，处理重调制信号。
101、进一步地，所述流程c26的具体工作流程如下：
102、流程c261：计算第（i）at～（i＋1）at时间段的高电平时间tua，；计算低电平时间tda，；
103、流程c262：计算二进制数为1的个数onn，onn＝tua/ajt；计算二进制数为0的个数znn，znn＝tda/ajt；其中onn和znn都为正整数，且向下取整；
104、流程c262：计算不确定二进制数的时间not，not＝tua%ajt；其中，%表示取模操作，not表示tua除以ajt的余数；
105、流程c263：读取数据库的比率系数，记作pdn；判断not/ajt大于或等于pdn是否满足；
106、若满足，则第（i）at～（i＋1）at时间段对应的重调制信号，先填入（onn＋1）个二进制数1，再填入（znn）个二进制数0；
107、若不满足，则第（i）at～（i＋1）at时间段对应的重调制信号，先填入（onn）个二进制数1，再填入（znn＋1）个二进制数0。
108、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
109、接收频段广，本发明对不同类型和频段的信号具有良好的自适应性；在面对多类型信号处理时，不需要引入额外新的数据处理设备，做到一端多用；
110、安全可靠，本发明改进了模拟信号向数字信号的转换方法，以模拟信号本身的信号频段或电平大小为判断标准，而不是固定判断标准，防止部分新型信号被删除；同时，本发明在筛选未处理信号时，以用户输入端可处理的信号为标准，剔除无用信号；
111、抗干扰能力强，本发明采用软硬件相结合的方式，处理信号；在复杂的信号环境中，本发明先调控硬件部分隔绝无用信号，再调用相关库函数和软件应用接口处理剩余信号；有效抵抗外界干扰，保证信号识别的稳定性。
1.一种基于数据识别的信号处理系统，其特征在于，处理系统包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于数据识别的信号处理系统，其特征在于，所述数据获取模块的工作流程如下：
3.根据权利要求2所述的一种基于数据识别的信号处理系统，其特征在于，所述流程a1的具体工作流程如下：
4.根据权利要求2所述的一种基于数据识别的信号处理系统，其特征在于，所述流程a5的具体工作流程如下：
5.根据权利要求1所述的一种基于数据识别的信号处理系统，其特征在于，所述信号解调模块的工作流程如下：
6.根据权利要求5所述的一种基于数据识别的信号处理系统，其特征在于，所述流程b4的具体工作流程如下：
7.根据权利要求1所述的一种基于数据识别的信号处理系统，其特征在于，所述信号解码模块的工作流程：
8.根据权利要求7所述的一种基于数据识别的信号处理系统，其特征在于，所述流程c2的具体工作流程如下：
9.根据权利要求8所述的一种基于数据识别的信号处理系统，其特征在于，所述流程c26的具体工作流程如下：
