十大滤波算法程序大全（Arduino精编无错版）_arduino十大滤波算法

作者：小桥流水78 | 2024-08-21 19:25:48

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arduino十大滤波算法

最近用Arduino做电子秤，为了解决数据的跳变研究了不少滤波算法。网上能找到大把的十大滤波算法帖子，每一篇都不太一样，都号称精编啊，除错啊什么的，可是放到板子里却没一个能正常跑起来的。于是决定自己整理一下这些程序，完美移植到Arduino中。

所以大家看到这个帖子的时候，不要怀疑我重复发帖。我的代码都是经过反复试验，复制到Arduino中就能开跑的成品代码，移植到自己的程序中非常方便。而且都仔细研究了各个算法，把错误都修正了的（别的程序连冒泡算法都是溢出的，不信自己找来细看看），所以也算个小原创吧，在别人基础上的原创。

转载请注明出处：极客工坊 http://www.geek-workshop.com/thread-7694-1-1.html

By shenhaiyu 2013-11-01

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
11、新增加卡尔曼滤波（非扩展卡尔曼），代码在17楼（点击这里）感谢zhangzhe0617分享

程序默认对int类型数据进行滤波，如需要对其他类型进行滤波，只需要把程序中所有int替换成long、float或者double即可。

1、限幅滤波法（又称程序判断滤波法）

ARDUINO 代码

  
  
    
    
     
     /*
    
    

    
    
     
     A、名称：限幅滤波法（又称程序判断滤波法）
    
    

    
    
     
     B、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。
    
    

    
    
     
     C、优点：
    
    

    
    
     
         能有效克服因偶然因素引起的脉冲干扰。
    
    

    
    
     
     D、缺点：
    
    

    
    
     
         无法抑制那种周期性的干扰。
    
    

    
    
     
         平滑度差。
    
    

    
    
     
     E、整理：shenhaiyu 2013-11-01
    
    

    
    
     
     */
    
    

    
    
     
      
    
    

    
    
     
     int Filter_Value;
    
    

    
    
     
     int Value;
    
    

    
    
     
      
    
    

    
    
     
     void 
     
     setup
     
     (
     
     ) 
     
     {
    
    

    
    
     
       
     
     Serial.
     
     begin
     
     (
     
     9600
     
     );       
     
     // 初始化串口通信
    
    

    
    
     
       
     
     randomSeed
     
     (
     
     analogRead
     
     (
     
     0
     
     )
     
     ); 
     
     // 产生随机种子
    
    

    
    
     
       Value = 
     
     300;
    
    

    
    
     
     }
    
    

    
    
     
      
    
    

    
    
     
     void 
     
     loop
     
     (
     
     ) 
     
     {
    
    

    
    
     
       Filter_Value = Filter
     
     (
     
     );       
     
     // 获得滤波器输出值
    
    

    
    
     
       Value = Filter_Value;          
     
     // 最近一次有效采样的值，该变量为全局变量
    
    

    
    
     
       
     
     Serial.
     
     println
     
     (Filter_Value
     
     ); 
     
     // 串口输出
    
    

    
    
     
       
     
     delay
     
     (
     
     50
     
     );
    
    

    
    
     
     }
    
    

    
    
     
      
    
    

    
    
     
     // 用于随机产生一个300左右的当前值
    
    

    
    
     
     int Get_AD
     
     (
     
     ) 
     
     {
    
    

    
    
     
       
     
     return 
     
     random
     
     (
     
     295, 
     
     305
     
     );
    
    

    
    
     
     }
    
    

    
    
     
      
    
    

    
    
     
     // 限幅滤波法（又称程序判断滤波法）
    
    

    
    
     
     #define FILTER_A 
     
     1
    
    

    
    
     
     int Filter
     
     (
     
     ) 
     
     {
    
    

    
    
     
       
     
     int NewValue;
    
    

    
    
     
       NewValue = Get_AD
     
     (
     
     );
    
    

    
    
     
       
     
     if
     
     (
     
     (
     
     (NewValue - Value
     
     ) > FILTER_A
     
     ) || 
     
     (
     
     (Value - NewValue
     
     ) > FILTER_A
     
     )
     
     )
    
    

    
    
     
         
     
     return Value;
    
    

    
    
     
       
     
     else
    
    

    
    
     
         
     
     return NewValue;
    
    

    
    
     
     }

2、中位值滤波法

ARDUINO 代码

  
  
    
    
     
     /*
    
    

    
    
     
     A、名称：中位值滤波法
    
    

    
    
     
     B、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。
    
    

    
    
     
     C、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。
    
    

    
    
     
     D、缺点：
    
    

    
    
     
         对流量、速度等快速变化的参数不宜。
    
    

    
    
     
     E、整理：shenhaiyu 2013-11-01
    
    

    
    
     
     */
    
    

    
    
     
      
    
    

    
    
     
     int Filter_Value;
    
    

    
    
     
      
    
    

    
    
     
     void 
     
     setup
     
     (
     
     ) 
     
     {
    
    

    
    
     
       
     
     Serial.
     
     begin
     
     (
     
     9600
     
     );       
     
     // 初始化串口通信
    
    

    
    
     
       
     
     randomSeed
     
     (
     
     analogRead
     
     (
     
     0
     
     )
     
     ); 
     
     // 产生随机种子
    
    

    
    
     
     }
    
    

    
    
     
      
    
    

    
    
     
     void 
     
     loop
     
     (
     
     ) 
     
     {
    
    

    
    
     
       Filter_Value = Filter
     
     (
     
     );       
     
     // 获得滤波器输出值
    
    

    
    
     
       
     
     Serial.
     
     println
     
     (Filter_Value
     
     ); 
     
     // 串口输出
    
    

    
    
     
       
     
     delay
     
     (
     
     50
     
     );
    
    

    
    
     
     }
    
    

    
    
     
      
    
    

    
    
     
     // 用于随机产生一个300左右的当前值
    
    

    
    
     
     int Get_AD
     
     (
     
     ) 
     
     {
    
    

    
    
     
       
     
     return 
     
     random
     
     (
     
     295, 
     
     305
     
     );
    
    

    
    
     
     }
    
    

    
    
     
      
    
    

    
    
     
     // 中位值滤波法
    
    

    
    
     
     #define FILTER_N 
     
     101
    
    

    
    
     
     int Filter
     
     (
     
     ) 
     
     {
    
    

    
    
     
       
     
     int filter_buf
     
     [FILTER_N
     
     ];
    
    

    
    
     
       
     
     int i, j;
    
    

    
    
     
       
     
     int filter_temp;
    
    

    
    
     
       
     
     for
     
     (i = 
     
     0; i < FILTER_N; i++
     
     ) 
     
     {
    
    

    
    
     
         filter_buf
     
     [i
     
     ] = Get_AD
     
     (
     
     );
    
    

    
    
     
         
     
     delay
     
     (
     
     1
     
     );
    
    

    
    
     
       
     
     }
    
    

    
    
     
       
     
     // 采样值从小到大排列（冒泡法）
    
    

    
    
     
       
     
     for
     
     (j = 
     
     0; j < FILTER_N - 
     
     1; j++
     
     ) 
     
     {
    
    

    
    
     
         
     
     for
     
     (i = 
     
     0; i < FILTER_N - 
     
     1 - j; i++
     
     ) 
     
     {
    
    

    
    
     
           
     
     if
     
     (filter_buf
     
     [i
     
     ] > filter_buf
     
     [i + 
     
     1
     
     ]
     
     ) 
     
     {
    
    

    
    
     
             filter_temp = filter_buf
     
     [i
     
     ];
    
    

    
    
     
             filter_buf
     
     [i
     
     ] = filter_buf
     
     [i + 
     
     1
     
     ];
    
    

    
    
     
             filter_buf
     
     [i + 
     
     1
     
     ] = filter_temp;
    
    

    
    
     
           
     
     }
    
    

    
    
     
         
     
     }
    
    

    
    
     
       
     
     }
    
    

    
    
     
       
     
     return filter_buf
     
     [
     
     (FILTER_N - 
     
     1
     
     ) / 
     
     2
     
     ];
    
    

    
    
     
     }

3、算术平均滤波法

ARDUINO 代码

  
  
    
    
     
     /*
    
    

    
    
     
     A、名称：算术平均滤波法
    
    

    
    
     
     B、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。
    
    

    
    
     
     C、优点：
    
    

    
    
     
         适用于对一般具有随机干扰的信号进行滤波；
    
    

    
    
     
         这种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。
    
    

    
    
     
     D、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。
    
    

    
    
     
     E、整理：shenhaiyu 2013-11-01
    
    

    
    
     
     */
    
    

    
    
     
      
    
    

    
    
     
     int Filter_Value;
    
    

    
    
     
      
    
    

    
    
     
     void 
     
     setup
     
     (
     
     ) 
     
     {
    
    

    
    
     
       
     
     Serial.
     
     begin
     
     (
     
     9600
     
     );       
     
     // 初始化串口通信
    
    

    
    
     
       
     
     randomSeed
     
     (
     
     analogRead
     
     (
     
     0
     
     )
     
     ); 
     
     // 产生随机种子
    
    

    
    
     
     }
    
    

    
    
     
      
    
    

    
    
     
     void 
     
     loop
     
     (
     
     ) 
     
     {
    
    

    
    
     
       Filter_Value = Filter
     
     (
     
     );       
     
     // 获得滤波器输出值
    
    

    
    
     
       
     
     Serial.
     
     println
     
     (Filter_Value
     
     ); 
     
     // 串口输出
    
    

    
    
     
       
     
     delay
     
     (
     
     50
     
     );
    
    

    
    
     
     }
    
    

    
    
     
      
    
    

    
    
     
     // 用于随机产生一个300左右的当前值
    
    

    
    
     
     int Get_AD
     
     (
     
     ) 
     
     {
    
    

    
    
     
       
     
     return 
     
     random
     
     (
     
     295, 
     
     305
     
     );
    
    

    
    
     
     }
    
    

    
    
     
      
    
    

    
    
     
     // 算术平均滤波法
    
    

    
    
     
     #define FILTER_N 
     
     12
    
    

    
    
     
     int Filter
     
     (
     
     ) 
     
     {
    
    

    
    
     
       
     
     int i;
    
    

    
    
     
       
     
     int filter_sum = 
     
     0;
    
    

    
    
     
       
     
     for
     
     (i = 
     
     0; i < FILTER_N; i++
     
     ) 
     
     {
    
    

    
    
     
         filter_sum += Get_AD
     
     (
     
     );
    
    

    
    
     
         
     
     delay
     
     (
     
     1
     
     );
    
    

    
    
     
       
     
     }
    
    

    
    
     
       
     
     return 
     
     (
     
     int
     
     )
     
     (filter_sum / FILTER_N
     
     );
    
    

    
    
     
     }

4、递推平均滤波法（又称滑动平均滤波法）

ARDUINO 代码

  
  
    
    
     
     /*
    
    

    
    
     
     A、名称：递推平均滤波法（又称滑动平均滤波法）
    
    

    
    
     
     B、方法：
    
    

    
    
     
         把连续取得的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，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。
    
    

    
    
     
     C、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。
    
    

    
    
     
     D、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。
    
    

    
    
     
     E、整理：shenhaiyu 2013-11-01
    
    

    
    
     
     */
    
    

    
    
     
      
    
    

    
    
     
     int Filter_Value;
    
    

    
    
     
      
    
    

    
    
     
     void 
     
     setup
     
     (
     
     ) 
     
     {
    
    

    
    
     
       
     
     Serial.
     
     begin
     
     (
     
     9600
     
     );       
     
     // 初始化串口通信
    
    

    
    
     
       
     
     randomSeed
     
     (
     
     analogRead
     
     (
     
     0
     
     )
     
     ); 
     
     // 产生随机种子
    
    

    
    
     
     }
    
    

    
    
     
      
    
    

    
    
     
     void 
     
     loop
     
     (
     
     ) 
     
     {
    
    

    
    
     
       Filter_Value = Filter
     
     (
     
     );       
     
     // 获得滤波器输出值
    
    

    
    
     
       
     
     Serial.
     
     println
     
     (Filter_Value
     
     ); 
     
     // 串口输出
    
    

    
    
     
       
     
     delay
     
     (
     
     50
     
     );
    
    

    
    
     
     }
    
    

    
    
     
      
    
    

    
    
     
     // 用于随机产生一个300左右的当前值
    
    

    
    
     
     int Get_AD
     
     (
     
     ) 
     
     {
    
    

    
    
     
       
     
     return 
     
     random
     
     (
     
     295, 
     
     305
     
     );
    
    

    
    
     
     }
    
    

    
    
     
      
    
    

    
    
     
     // 递推平均滤波法（又称滑动平均滤波法）
    
    

    
    
     
     #define FILTER_N 
     
     12
    
    

    
    
     
     int filter_buf
     
     [FILTER_N + 
     
     1
     
     ];
    
    

    
    
     
     int Filter
     
     (
     
     ) 
     
     {
    
    

    
    
     
       
     
     int i;
    
    

    
    
     
       
     
     int filter_sum = 
     
     0;
    
    

    
    
     
       filter_buf
     
     [FILTER_N
     
     ] = Get_AD
     
     (
     
     );
    
    

    
    
     
       
     
     for
     
     (i = 
     
     0; i < FILTER_N; i++
     
     ) 
     
     {
    
    

    
    
     
         filter_buf
     
     [i
     
     ] = filter_buf
     
     [i + 
     
     1
     
     ]; 
     
     // 所有数据左移，低位仍掉
    
    

    
    
     
         filter_sum += filter_buf
     
     [i
     
     ];
    
    

    
    
     
       
     
     }
    
    

    
    
     
       
     
     return 
     
     (
     
     int
     
     )
     
     (filter_sum / FILTER_N
     
     );
    
    

    
    
     
     }

5、中位值平均滤波法（又称防脉冲干扰平均滤波法）

ARDUINO 代码

  
  
    
    
     
     /*
    
    

    
    
     
     A、名称：中位值平均滤波法（又称防脉冲干扰平均滤波法）
    
    

    
    
     
     B、方法：
    
    

    
    
     
         采一组队列去掉最大值和最小值后取平均值，
    
    

    
    
     
         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。
    
    

    
    
     
     C、优点：
    
    

    
    
     
         融合了“中位值滤波法”+“算术平均滤波法”两种滤波法的优点。
    
    

    
    
     
         对于偶然出现的脉冲性干扰，可消除由其所引起的采样值偏差。
    
    

    
    
     
         对周期干扰有良好的抑制作用。
    
    

    
    
     
         平滑度高，适于高频振荡的系统。
    
    

    
    
     
     D、缺点：
    
    

    
    
     
         计算速度较慢，和算术平均滤波法一样。
    
    

    
    
     
         比较浪费RAM。
    
    

    
    
     
     E、整理：shenhaiyu 2013-11-01
    
    

    
    
     
     */
    
    

    
    
     
      
    
    

    
    
     
     int Filter_Value;
    
    

    
    
     
      
    
    

    
    
     
     void 
     
     setup
     
     (
     
     ) 
     
     {
    
    

    
    
     
       
     
     Serial.
     
     begin
     
     (
     
     9600
     
     );       
     
     // 初始化串口通信
    
    

    
    
     
       
     
     randomSeed
     
     (
     
     analogRead
     
     (
     
     0
     
     )
     
     ); 
     
     // 产生随机种子
    
    

    
    
     
     }
    
    

    
    
     
      
    
    

    
    
     
     void 
     
     loop
     
     (
     
     ) 
     
     {
    
    

    
    
     
       Filter_Value = Filter
     
     (
     
     );       
     
     // 获得滤波器输出值
    
    

    
    
     
       
     
     Serial.
     
     println
     
     (Filter_Value
     
     ); 
     
     // 串口输出
    
    

    
    
     
       
     
     delay
     
     (
     
     50
     
     );
    
    

    
    
     
     }
    
    

    
    
     
      
    
    

    
    
     
     // 用于随机产生一个300左右的当前值
    
    

    
    
     
     int Get_AD
     
     (
     
     ) 
     
     {
    
    

    
    
     
       
     
     return 
     
     random
     
     (
     
     295, 
     
     305
     
     );
    
    

    
    
     
     }
    
    

    
    
     
      
    
    

    
    
     
     // 中位值平均滤波法（又称防脉冲干扰平均滤波法）（算法1）
    
    

    
    
     
     #define FILTER_N 
     
     100
    
    

    
    
     
     int Filter
     
     (
     
     ) 
     
     {
    
    

    
    
     
       
     
     int i, j;
    
    

    
    
     
       
     
     int filter_temp, filter_sum = 
     
     0;
    
    

    
    
     
       
     
     int filter_buf
     
     [FILTER_N
     
     ];
    
    

    
    
     
       
     
     for
     
     (i = 
     
     0; i < FILTER_N; i++
     
     ) 
     
     {
    
    

    
    
     
         filter_buf
     
     [i
     
     ] = Get_AD
     
     (
     
     );
    
    

    
    
     
         
     
     delay
     
     (
     
     1
     
     );
    
    

    
    
     
       
     
     }
    
    

    
    
     
       
     
     // 采样值从小到大排列（冒泡法）
    
    

    
    
     
       
     
     for
     
     (j = 
     
     0; j < FILTER_N - 
     
     1; j++
     
     ) 
     
     {
    
    

    
    
     
         
     
     for
     
     (i = 
     
     0; i < FILTER_N - 
     
     1 - j; i++
     
     ) 
     
     {
    
    

    
    
     
           
     
     if
     
     (filter_buf
     
     [i
     
     ] > filter_buf
     
     [i + 
     
     1
     
     ]
     
     ) 
     
     {
    
    

    
    
     
             filter_temp = filter_buf
     
     [i
     
     ];
    
    

    
    
     
             filter_buf
     
     [i
     
     ] = filter_buf
     
     [i + 
     
     1
     
     ];
    
    

    
    
     
             filter_buf
     
     [i + 
     
     1
     
     ] = filter_temp;
    
    

    
    
     
           
     
     }
    
    

    
    
     
         
     
     }
    
    

    
    
     
       
     
     }
    
    

    
    
     
       
     
     // 去除最大最小极值后求平均
    
    

    
    
     
       
     
     for
     
     (i = 
     
     1; i < FILTER_N - 
     
     1; i++
     
     ) filter_sum += filter_buf
     
     [i
     
     ];
    
    

    
    
     
       
     
     return filter_sum / 
     
     (FILTER_N - 
     
     2
     
     );
    
    

    
    
     
     }
    
    

    
    
     
      
    
    

    
    
     
      
    
    

    
    
     
     //  中位值平均滤波法（又称防脉冲干扰平均滤波法）（算法2）
    
    

    
    
     
     /*
    
    

    
    
     
     #define FILTER_N 100
    
    

    
    
     
     int Filter() {
    
    

    
    
     
       int i;
    
    

    
    
     
       int filter_sum = 0;
    
    

    
    
     
       int filter_max, filter_min;
    
    

    
    
     
       int filter_buf[FILTER_N];
    
    

    
    
     
       for(i = 0; i < FILTER_N; i++) {
    
    

    
    
     
         filter_buf[i] = Get_AD();
    
    

    
    
     
         delay(1);
    
    

    
    
     
       }
    
    

    
    
     
       filter_max = filter_buf[0];
    
    

    
    
     
       filter_min = filter_buf[0];
    
    

    
    
     
       filter_sum = filter_buf[0];
    
    

    
    
     
       for(i = FILTER_N - 1; i > 0; i--) {
    
    

    
    
     
         if(filter_buf[i] > filter_max)
    
    

    
    
     
           filter_max=filter_buf[i];
    
    

    
    
     
         else if(filter_buf[i] < filter_min)
    
    

    
    
     
           filter_min=filter_buf[i];
    
    

    
    
     
         filter_sum = filter_sum + filter_buf[i];
    
    

    
    
     
         filter_buf[i] = filter_buf[i - 1];
    
    

    
    
     
       }
    
    

    
    
     
       i = FILTER_N - 2;
    
    

    
    
     
       filter_sum = filter_sum - filter_max - filter_min + i / 2; // +i/2 的目的是为了四舍五入
    
    

    
    
     
       filter_sum = filter_sum / i;
    
    

    
    
     
       return filter_sum;
    
    

    
    
     
     }*/

6、限幅平均滤波法

ARDUINO 代码

  
  
    
    
     
     /*
    
    

    
    
     
     A、名称：限幅平均滤波法
    
    

    
    
     
     B、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。
    
    

    
    
     
     C、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。
    
    

    
    
     
     D、缺点：
    
    

    
    
     
         比较浪费RAM。
    
    

    
    
     
     E、整理：shenhaiyu 2013-11-01
    
    

    
    
     
     */
    
    

    
    
     
      
    
    

    
    
     
     #define FILTER_N 
     
     12
    
    

    
    
     
     int Filter_Value;
    
    

    
    
     
     int filter_buf
     
     [FILTER_N
     
     ];
    
    

    
    
     
      
    
    

    
    
     
     void 
     
     setup
     
     (
     
     ) 
     
     {
    
    

    
    
     
       
     
     Serial.
     
     begin
     
     (
     
     9600
     
     );       
     
     // 初始化串口通信
    
    

    
    
     
       
     
     randomSeed
     
     (
     
     analogRead
     
     (
     
     0
     
     )
     
     ); 
     
     // 产生随机种子
    
    

    
    
     
       filter_buf
     
     [FILTER_N - 
     
     2
     
     ] = 
     
     300;
    
    

    
    
     
     }
    
    

    
    
     
      
    
    

    
    
     
     void 
     
     loop
     
     (
     
     ) 
     
     {
    
    

    
    
     
       Filter_Value = Filter
     
     (
     
     );       
     
     // 获得滤波器输出值
    
    

    
    
     
       
     
     Serial.
     
     println
     
     (Filter_Value
     
     ); 
     
     // 串口输出
    
    

    
    
     
       
     
     delay
     
     (
     
     50
     
     );
    
    

    
    
     
     }
    
    

    
    
     
      
    
    

    
    
     
     // 用于随机产生一个300左右的当前值
    
    

    
    
     
     int Get_AD
     
     (
     
     ) 
     
     {
    
    

    
    
     
       
     
     return 
     
     random
     
     (
     
     295, 
     
     305
     
     );
    
    

    
    
     
     }
    
    

    
    
     
      
    
    

    
    
     
     // 限幅平均滤波法
    
    

    
    
     
     #define FILTER_A 
     
     1
    
    

    
    
     
     int Filter
     
     (
     
     ) 
     
     {
    
    

    
    
     
       
     
     int i;
    
    

    
    
     
       
     
     int filter_sum = 
     
     0;
    
    

    
    
     
       filter_buf
     
     [FILTER_N - 
     
     1
     
     ] = Get_AD
     
     (
     
     );
    
    

    
    
     
       
     
     if
     
     (
     
     (
     
     (filter_buf
     
     [FILTER_N - 
     
     1
     
     ] - filter_buf
     
     [FILTER_N - 
     
     2
     
     ]
     
     ) > FILTER_A
     
     ) || 
     
     (
     
     (filter_buf
     
     [FILTER_N - 
     
     2
     
     ] - filter_buf
     
     [FILTER_N - 
     
     1
     
     ]
     
     ) > FILTER_A
     
     )
     
     )
    
    

    
    
     
         filter_buf
     
     [FILTER_N - 
     
     1
     
     ] = filter_buf
     
     [FILTER_N - 
     
     2
     
     ];
    
    

    
    
     
       
     
     for
     
     (i = 
     
     0; i < FILTER_N - 
     
     1; i++
     
     ) 
     
     {
    
    

    
    
     
         filter_buf
     
     [i
     
     ] = filter_buf
     
     [i + 
     
     1
     
     ];
    
    

    
    
     
         filter_sum += filter_buf
     
     [i
     
     ];
    
    

    
    
     
       
     
     }
    
    

    
    
     
       
     
     return 
     
     (
     
     int
     
     )filter_sum / 
     
     (FILTER_N - 
     
     1
     
     );
    
    

    
    
     
     }

7、一阶滞后滤波法

ARDUINO 代码

  
  
    
    
     
     /*
    
    

    
    
     
     A、名称：一阶滞后滤波法
    
    

    
    
     
     B、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。
    
    

    
    
     
     C、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。
    
    

    
    
     
     D、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1/2的干扰信号。
    
    

    
    
     
     E、整理：shenhaiyu 2013-11-01
    
    

    
    
     
     */
    
    

    
    
     
      
    
    

    
    
     
     int Filter_Value;
    
    

    
    
     
     int Value;
    
    

    
    
     
      
    
    

    
    
     
     void 
     
     setup
     
     (
     
     ) 
     
     {
    
    

    
    
     
       
     
     Serial.
     
     begin
     
     (
     
     9600
     
     );       
     
     // 初始化串口通信
    
    

    
    
     
       
     
     randomSeed
     
     (
     
     analogRead
     
     (
     
     0
     
     )
     
     ); 
     
     // 产生随机种子
    
    

    
    
     
       Value = 
     
     300;
    
    

    
    
     
     }
    
    

    
    
     
      
    
    

    
    
     
     void 
     
     loop
     
     (
     
     ) 
     
     {
    
    

    
    
     
       Filter_Value = Filter
     
     (
     
     );       
     
     // 获得滤波器输出值
    
    

    
    
     
       
     
     Serial.
     
     println
     
     (Filter_Value
     
     ); 
     
     // 串口输出
    
    

    
    
     
       
     
     delay
     
     (
     
     50
     
     );
    
    

    
    
     
     }
    
    

    
    
     
      
    
    

    
    
     
     // 用于随机产生一个300左右的当前值
    
    

    
    
     
     int Get_AD
     
     (
     
     ) 
     
     {
    
    

    
    
     
       
     
     return 
     
     random
     
     (
     
     295, 
     
     305
     
     );
    
    

    
    
     
     }
    
    

    
    
     
      
    
    

    
    
     
     // 一阶滞后滤波法
    
    

    
    
     
     #define FILTER_A 
     
     0.01
    
    

    
    
     
     int Filter
     
     (
     
     ) 
     
     {
    
    

    
    
     
       
     
     int NewValue;
    
    

    
    
     
       NewValue = Get_AD
     
     (
     
     );
    
    

    
    
     
       Value = 
     
     (
     
     int
     
     )
     
     (
     
     (
     
     float
     
     )NewValue * FILTER_A + 
     
     (
     
     1.0 - FILTER_A
     
     ) * 
     
     (
     
     float
     
     )Value
     
     );
    
    

    
    
     
       
     
     return Value;
    
    

    
    
     
     }

8、加权递推平均滤波法

ARDUINO 代码

  
  
    
    
     
     /*
    
    

    
    
     
     A、名称：加权递推平均滤波法
    
    

    
    
     
     B、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。
    
    

    
    
     
     C、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。
    
    

    
    
     
     D、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。
    
    

    
    
     
     E、整理：shenhaiyu 2013-11-01
    
    

    
    
     
     */
    
    

    
    
     
      
    
    

    
    
     
     int Filter_Value;
    
    

    
    
     
      
    
    

    
    
     
     void 
     
     setup
     
     (
     
     ) 
     
     {
    
    

    
    
     
       
     
     Serial.
     
     begin
     
     (
     
     9600
     
     );       
     
     // 初始化串口通信
    
    

    
    
     
       
     
     randomSeed
     
     (
     
     analogRead
     
     (
     
     0
     
     )
     
     ); 
     
     // 产生随机种子
    
    

    
    
     
     }
    
    

    
    
     
      
    
    

    
    
     
     void 
     
     loop
     
     (
     
     ) 
     
     {
    
    

    
    
     
       Filter_Value = Filter
     
     (
     
     );       
     
     // 获得滤波器输出值
    
    

    
    
     
       
     
     Serial.
     
     println
     
     (Filter_Value
     
     ); 
     
     // 串口输出
    
    

    
    
     
       
     
     delay
     
     (
     
     50
     
     );
    
    

    
    
     
     }
    
    

    
    
     
      
    
    

    
    
     
     // 用于随机产生一个300左右的当前值
    
    

    
    
     
     int Get_AD
     
     (
     
     ) 
     
     {
    
    

    
    
     
       
     
     return 
     
     random
     
     (
     
     295, 
     
     305
     
     );
    
    

    
    
     
     }
    
    

    
    
     
      
    
    

    
    
     
     // 加权递推平均滤波法
    
    

    
    
     
     #define FILTER_N 
     
     12
    
    

    
    
     
     int coe
     
     [FILTER_N
     
     ] = 
     
     {
     
     1, 
     
     2, 
     
     3, 
     
     4, 
     
     5, 
     
     6, 
     
     7, 
     
     8, 
     
     9, 
     
     10, 
     
     11, 
     
     12
     
     };    
     
     // 加权系数表
    
    

    
    
     
     int sum_coe = 
     
     1 + 
     
     2 + 
     
     3 + 
     
     4 + 
     
     5 + 
     
     6 + 
     
     7 + 
     
     8 + 
     
     9 + 
     
     10 + 
     
     11 + 
     
     12; 
     
     // 加权系数和
    
    

    
    
     
     int filter_buf
     
     [FILTER_N + 
     
     1
     
     ];
    
    

    
    
     
     int Filter
     
     (
     
     ) 
     
     {
    
    

    
    
     
       
     
     int i;
    
    

    
    
     
       
     
     int filter_sum = 
     
     0;
    
    

    
    
     
       filter_buf
     
     [FILTER_N
     
     ] = Get_AD
     
     (
     
     );
    
    

    
    
     
       
     
     for
     
     (i = 
     
     0; i < FILTER_N; i++
     
     ) 
     
     {
    
    

    
    
     
         filter_buf
     
     [i
     
     ] = filter_buf
     
     [i + 
     
     1
     
     ]; 
     
     // 所有数据左移，低位仍掉
    
    

    
    
     
         filter_sum += filter_buf
     
     [i
     
     ] * coe
     
     [i
     
     ];
    
    

    
    
     
       
     
     }
    
    

    
    
     
       filter_sum /= sum_coe;
    
    

    
    
     
       
     
     return filter_sum;
    
    

    
    
     
     }

9、消抖滤波法

ARDUINO 代码

  
  
    
    
     
     /*
    
    

    
    
     
     A、名称：消抖滤波法
    
    

    
    
     
     B、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。
    
    

    
    
     
     C、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。
    
    

    
    
     
     D、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。
    
    

    
    
     
     E、整理：shenhaiyu 2013-11-01
    
    

    
    
     
     */
    
    

    
    
     
      
    
    

    
    
     
     int Filter_Value;
    
    

    
    
     
     int Value;
    
    

    
    
     
      
    
    

    
    
     
     void 
     
     setup
     
     (
     
     ) 
     
     {
    
    

    
    
     
       
     
     Serial.
     
     begin
     
     (
     
     9600
     
     );       
     
     // 初始化串口通信
    
    

    
    
     
       
     
     randomSeed
     
     (
     
     analogRead
     
     (
     
     0
     
     )
     
     ); 
     
     // 产生随机种子
    
    

    
    
     
       Value = 
     
     300;
    
    

    
    
     
     }
    
    

    
    
     
      
    
    

    
    
     
     void 
     
     loop
     
     (
     
     ) 
     
     {
    
    

    
    
     
       Filter_Value = Filter
     
     (
     
     );       
     
     // 获得滤波器输出值
    
    

    
    
     
       
     
     Serial.
     
     println
     
     (Filter_Value
     
     ); 
     
     // 串口输出
    
    

    
    
     
       
     
     delay
     
     (
     
     50
     
     );
    
    

    
    
     
     }
    
    

    
    
     
      
    
    

    
    
     
     // 用于随机产生一个300左右的当前值
    
    

    
    
     
     int Get_AD
     
     (
     
     ) 
     
     {
    
    

    
    
     
       
     
     return 
     
     random
     
     (
     
     295, 
     
     305
     
     );
    
    

    
    
     
     }
    
    

    
    
     
      
    
    

    
    
     
     // 消抖滤波法
    
    

    
    
     
     #define FILTER_N 
     
     12
    
    

    
    
     
     int i = 
     
     0;
    
    

    
    
     
     int Filter
     
     (
     
     ) 
     
     {
    
    

    
    
     
       
     
     int new_value;
    
    

    
    
     
       new_value = Get_AD
     
     (
     
     );
    
    

    
    
     
       
     
     if
     
     (Value != new_value
     
     ) 
     
     {
    
    

    
    
     
         i++;
    
    

    
    
     
         
     
     if
     
     (i > FILTER_N
     
     ) 
     
     {
    
    

    
    
     
           i = 
     
     0;
    
    

    
    
     
           Value = new_value;
    
    

    
    
     
         
     
     }
    
    

    
    
     
       
     
     }
    
    

    
    
     
       
     
     else
    
    

    
    
     
         i = 
     
     0;
    
    

    
    
     
       
     
     return Value;
    
    

    
    
     
     }

10、限幅消抖滤波法

ARDUINO 代码

  
  
    
    
     
     /*
    
    

    
    
     
     A、名称：限幅消抖滤波法
    
    

    
    
     
     B、方法：
    
    

    
    
     
         相当于“限幅滤波法”+“消抖滤波法”；
    
    

    
    
     
         先限幅，后消抖。
    
    

    
    
     
     C、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。
    
    

    
    
     
     D、缺点：
    
    

    
    
     
         对于快速变化的参数不宜。
    
    

    
    
     
     E、整理：shenhaiyu 2013-11-01
    
    

    
    
     
     */
    
    

    
    
     
      
    
    

    
    
     
     int Filter_Value;
    
    

    
    
     
     int Value;
    
    

    
    
     
      
    
    

    
    
     
     void 
     
     setup
     
     (
     
     ) 
     
     {
    
    

    
    
     
       
     
     Serial.
     
     begin
     
     (
     
     9600
     
     );       
     
     // 初始化串口通信
    
    

    
    
     
       
     
     randomSeed
     
     (
     
     analogRead
     
     (
     
     0
     
     )
     
     ); 
     
     // 产生随机种子
    
    

    
    
     
       Value = 
     
     300;
    
    

    
    
     
     }
    
    

    
    
     
      
    
    

    
    
     
     void 
     
     loop
     
     (
     
     ) 
     
     {
    
    

    
    
     
       Filter_Value = Filter
     
     (
     
     );       
     
     // 获得滤波器输出值
    
    

    
    
     
       
     
     Serial.
     
     println
     
     (Filter_Value
     
     ); 
     
     // 串口输出
    
    

    
    
     
       
     
     delay
     
     (
     
     50
     
     );
    
    

    
    
     
     }
    
    

    
    
     
      
    
    

    
    
     
     // 用于随机产生一个300左右的当前值
    
    

    
    
     
     int Get_AD
     
     (
     
     ) 
     
     {
    
    

    
    
     
       
     
     return 
     
     random
     
     (
     
     295, 
     
     305
     
     );
    
    

    
    
     
     }
    
    

    
    
     
      
    
    

    
    
     
     // 限幅消抖滤波法
    
    

    
    
     
     #define FILTER_A 
     
     1
    
    

    
    
     
     #define FILTER_N 
     
     5
    
    

    
    
     
     int i = 
     
     0;
    
    

    
    
     
     int Filter
     
     (
     
     ) 
     
     {
    
    

    
    
     
       
     
     int NewValue;
    
    

    
    
     
       
     
     int new_value;
    
    

    
    
     
       NewValue = Get_AD
     
     (
     
     );
    
    

    
    
     
       
     
     if
     
     (
     
     (
     
     (NewValue - Value
     
     ) > FILTER_A
     
     ) || 
     
     (
     
     (Value - NewValue
     
     ) > FILTER_A
     
     )
     
     )
    
    

    
    
     
         new_value = Value;
    
    

    
    
     
       
     
     else
    
    

    
    
     
         new_value = NewValue;
    
    

    
    
     
       
     
     if
     
     (Value != new_value
     
     ) 
     
     {
    
    

    
    
     
         i++;
    
    

    
    
     
         
     
     if
     
     (i > FILTER_N
     
     ) 
     
     {
    
    

    
    
     
           i = 
     
     0;
    
    

    
    
     
           Value = new_value;
    
    

    
    
     
         
     
     }
    
    

    
    
     
       
     
     }
    
    

    
    
     
       
     
     else
    
    

    
    
     
         i = 
     
     0;
    
    

    
    
     
       
     
     return Value;
    
    

    
    
     
     }

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