（文章來源：電氣新科技）

電氣設備工作時，其各部件的能耗情況可直觀反映設備的狀態(tài)。對電氣設備及相關部件進行電量檢測和實時監(jiān)測，可以實現(xiàn)設備故障檢測和設備狀態(tài)，實時監(jiān)測。基于對監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理分析，可實時判斷出設備故障；基于對相關數(shù)據(jù)發(fā)展趨勢的分析，還可預測并預防設備故障。

對車載設備的檢測有多種應用情況。例如：①車載門控開關門操作時間很短，只有幾秒鐘；②一般情況下，刮雨器在下雨時才工作，存在長時間不運用及突發(fā)性運用情況；③空調工作時，存在多種運行工況，各種工況下能耗并不一致。

在這些應用中，可采用萬用表、電流表、示波器等儀器進行測量，但存在系統(tǒng)應用受限、設備使用不便、設備價格高等因素。例如，車輛載客運營情況下，無法采用相關設備對目標設備進行實時檢測，只能在車輛回庫后再進行處理，此時，車輛狀態(tài)與載客運行時的狀態(tài)存有差異。在用電流表和萬用表檢測門控驅動器和電動機能耗情況時，對幾秒內的電量進行檢測時間太短，測試結果無法準確表征被測量物體在某一時刻的特征。

當檢測空調運行時的能耗情況時，電壓和電流均較大，可在屏柜內進行，但操作安全要求高；若采用實時無線方式，則在高效獲取大量實時數(shù)據(jù)的同時，規(guī)避了不安全的環(huán)境，并且不影響設備運行或運營狀態(tài)。因此，工業(yè)需求催生了可應用于且不限于以上多種情形的嵌入式電量檢測設備。

嵌入式電量檢測設備實現(xiàn)了實時檢測電量、無線傳輸數(shù)據(jù)、實時輸出信息等功能，可應用于多種場景，如便攜式應用、固定安裝、蓄電池供電等。嵌入式電量檢測設備由電流傳感器、低功耗嵌入式處理器、WiFi模塊和輸入/輸出模塊等組成。

系統(tǒng)采用耀華德昌的霍爾電流傳感器[1]，其接口由電源、地、信號輸出等組成。傳感器供電電壓為+5V，額定模擬量輸出為2.5V±0.625V，電流消耗小于40mA，精度為0.5%，線性度小于0.1%；輸入電流測量范圍可選，從10～100A，甚至更大范圍。對于傳感器，既可采用閉環(huán)式固定安裝，也可采用開合式懸掛安裝。

系統(tǒng)采用了集成ATSAMD21J18A處理器的SAM D21評估板。該處理器平臺集成USB接口，I/O和總線接口均通過3個標準擴展頭引出。SAM D21基于ARM Cortex-M0+處理器，最高運行頻率可達48MHz；提供52個可編程I/O接口；集成了一個12位，350ksps（采用點/秒）的模數(shù)轉換器，可同時采樣20個通道。

系統(tǒng)采用WINC1500 WiFi功能模塊，支持802.11 b/g/n標準，運行于2.4G ISM頻段。該模塊通過標準擴展頭與SAM D21連接。在設備使用無線通信功能時，需要有WiFi覆蓋，設備采用無線通信方式連接至公共網絡上的服務器。系統(tǒng)通過按鍵實現(xiàn)功能選擇和參數(shù)設定，采用發(fā)光二極管（light emitting diode, LED）和液晶顯示器（liguid crystal display, LCD）顯示系統(tǒng)信息。輸入/輸出模塊通過標準擴展頭與SAM D21連接。

相較于通用的電流檢測裝置和示波器，嵌入式電量檢測設備更貼合具體實際工程的應用需求，具有系統(tǒng)成本低、采集精度優(yōu)、速率高、安裝簡易和使用方便等特點。該設備具有實時數(shù)據(jù)打印和數(shù)據(jù)無線傳輸功能，還具有通用性，依據(jù)應用需求，可進行功能定制。

針對實時監(jiān)測應用，該平臺需通過WiFi節(jié)點連接至網絡服務器，采用HTTP等方式實時提交監(jiān)測數(shù)據(jù)。針對檢測應用，可將數(shù)據(jù)通過WiFi方式提交至服務器，也可通過超級終端方式將檢測數(shù)據(jù)打印至配套的電腦終端，再通過電腦軟件對相應的數(shù)據(jù)進行處理，由技術人員結合相關專業(yè)知識對數(shù)據(jù)進行進一步分析。

該系統(tǒng)針對一定的應用場景實現(xiàn)了對電量檢測、交流頻率檢測和交直流電流檢測。對于更廣泛的應用，還需進一步優(yōu)化相關算法和驗證相關參數(shù)。
? ? ? （責任編輯：fqj）