本发明专利技术公开了一种具有进出库统计功能的列车能耗计量统计模块，包括低通滤波采样电路、放大电路、模数转换器、处理器、射频识别单元，列车上的电量传感器输出的电流信号通过低通滤波采样电路转换为电压信号，滤波后通过放大电路送至模数转换器，模数转换后输入处理器，处理器读取转换后的数字信号并根据算法进行能耗计量、统计；射频识别单元读取射频标签判断列车出入库信息，并将出入库信息输送至处理器，处理器将出入库信息、能耗信息发送至数据处理中心。本发明专利技术可通过射频识别技术获取列车进出库信息的同时实现车辆电能消耗数据的实时计量、统计、保存和上传。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及列车电能能耗的计量统计模块。
技术介绍
我国的城市化水平正在日益提高，日益严重的交通拥堵问题和能源危机、环境污染等问题交织在一起，轨道交通作为绿色、节能型交通工具，已成为市民出行的主要交通工具。由于城市轨道交通系统组成复杂、设备数量众多，其在运营过程中还是需要消耗大量能源，如果在规划、设计、建设以及运营等各环节做好节能研究、策划和管理工作，一定程度上还是可以节约能源的。当前，国内外城市轨道交通领域中，在地铁列车上进行能耗计量的技术尚处于研究阶段。国内外的著名企业也在开发相应的能量计量仪表，但一般此类设备只具备计量能耗的功能，功能单一，对能耗的管理、数据的分析带来难度，并且列车进入库识别设备与能耗计量设备是相互独立的。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的上述不足而提供一种具有进出库统计功能的列车能耗计量统计模块，在通过射频识别技术获取列车进出库信息的同时实现车辆电能消耗数据的实时计量、统计、保存和上传。本专利技术解决上述问题所采用的技术方案为:具有进出库统计功能的列车能耗计量统计模块，包括低通滤波采样电路、放大电路、模数转换器、处理器、射频识别单元，列车上的电量传感器输出的电流信号通过低通滤波采样电路转换为电压信号，滤波后通过放大电路送至模数转换器，模数转换后输入处理器，处理器读取转换后的数字信号并根据算法进行能耗计量、统计；射频识别单元读取射频标签判断列车出入库信息，并将出入库信息输送至处理器，处理器将出入库信息、能耗信息发送至数据处理中心。进一步改进的能耗计量统计模块还包括与处理器连接的调试接口，外设计算机连接调试接口运行程序调试处理器的运行状态。更进一步改进的能耗计量统计模块还包括数据存储单元、实时时钟，存储单元、实时时钟均与处理器连接，存储单元储存处理器的运算结果，实时时钟为处理器提供时间基准。本专利技术的优点在于:能耗计量统计模块可根据多个传感器采集的数据，通过能耗计算分析，可以将列车能耗划分为列车牵引能耗、辅助能耗、再生能耗，能耗计量统计模块还可以标记多路能耗计量，根据各车型不同电路特征灵活组合，实现不同车型高性价比配置。能耗计量统计模块还可通过射频识别技术判断列车出入库的状态，处理器将出入库信息、能耗信息发送至外设设备，以便列车控制中心根据能耗信息、出入库信息进行列车控制。【附图说明】图1是能耗计量统计模块电路原理图。【具体实施方式】下面结合附图、实施例对本专利技术进一步说明。如图1所示，具有进出库统计功能的列车能耗计量统计模块与电量传感器、收发器连接。电量传感器检测列车各部件上的高电压和大电流，包括列车上的受电弓网压信号、两路牵引电流、一路辅助逆变电流、一路制动电流，并将高电压、大电流信号按照一定的关系转换为小电流信号，电量传感器将小电流信号输出给能耗计量统计模块。具有进出库统计功能的列车能耗计量统计模块包括低通滤波采样电路、放大电路、模数转换器(ADC)、处理器(CPU)、射频识别(RFID)单元，低通滤波采样电路中的采样电阻将电量传感器输出的电流信号转换为电压信号，并通过低通滤波电路经模数转换后输入CPU，CPU实时读取转换后的数字信号并根据算法进行能耗计量、统计。上述低通滤波采样电路采用RC滤波电路，滤波电路的截止频率根据ADC的采样率来确定，目的是为了抗输入混叠，ADC的采样频率的选择则取决于列车上的传感器输出信号的频率，要满足香农-奈奎斯特采样定律的要求。为了提高精度，前级采样电阻选择较低温度系数的精密电阻，但也需符合列车上的传感器对输出阻抗的要求，之后通过放大电路送至ADC，放大倍数尽量满足ADC的满量程输入范围， 本专利技术中，上述ADC选用AD7606，该器件可以单电源供电而双极性输入，为14位逐次逼近型ADC，吞吐率达200kSPS，信噪比为85.5dB (50kSPS)，适合对精度要求和实时性要求高的场合使用，数字接口为SPI接口，方便与CPU通信。本专利技术中，CPU采用双核处理器，该处理器由一颗ARM Cortex M3内核和一颗C28xDSP内核组成，双核互相独立，DSP核可作为能耗计量算法的主处理器，ARM核可作为外部丰富的通信接口的主处理器。另一方面，在列车车库增加射频标签，能耗计量统计模块中的RFID单元通过天线可读取射频标签，实时监测列车是在车库场内或场外，并将此信息传递给CPU做数据综合打包工作，CPU则可根据要求实时通过收发器上报能耗信息、出入库信息至数据处理中心进行数据的分析及保存，数据处理中心可根据模块的信息对列车编码等。数据上报过程可以分为单独上报和集中上报两种方式，单独上报即每个能耗计量单元独自向地面数据控制中心进行数据上报，数据收发可通过GPRS的无线信道进行，集中上报则是能耗计量单元先通过列车总线将数据上报给列车信息管理系统，再由列车信息管理系统统一发送至地面数据控制中心，这里的列车总线可以是MVB总线或列车以太网总线。地面数据控制中心采集数据处理中心的电能消耗数据，并采取合适的列车控制方式使列车在节能上做到最优。由于列车用电环境的复杂性及电磁环境的恶劣性，这种能耗计量统计模块与电量传感器采用隔离的方式，其中电源输入及输出均采用隔离电源，隔离电压为1500VAC，数据采样在数字侧采用ADI公司的磁耦合芯片进行隔离，通信相应采用变压器进行隔离。可以保证能耗计量设备的安全及可靠运行。为了调试能耗计量统计模块，能耗计量统计模块还包括调试接口，外设计算机通过调试接口连接CPU，通过相应程序算法调试CPU的运行是否良好及其它运行状态。为进一步扩展功能，能耗计量统计模块还包括数据存储单元、实时时钟，存储单元、实时时钟均与CPU连接。CPU计量统计后的能耗数据由数据存储单元存储，实时时钟为CPU提供精确的时间基准。上述存储单元采用SRAM与FLASH的配合，FLASH采用NOR芯片，并采取均衡化处理，以最大限度保证FLASH的可靠应用。SRAM芯片选用内置实时时钟芯片，供电考虑到系统对振动的要求采用超级电容的方式进行供电，可满足一个月的掉电要求。能耗计量统计模块上电完成后进入初始化外设的状态，然后进行配置参数的读取、校时、数据服务器连接，然后控制外设完成数据采集、能耗计算、时钟读取、数据打包、数据存储、通信等功能。【主权项】1.具有进出库统计功能的列车能耗计量统计模块，其特征在于:其包括低通滤波采样电路、放大电路、模数转换器、处理器、射频识别单元，列车上的电量传感器输出的电流信号通过低通滤波采样电路转换为电压信号，滤波后通过放大电路送至模数转换器，模数转换后输入处理器，处理器读取转换后的数字信号并根据算法进行能耗计量、统计；射频识别单元读取射频标签判断列车出入库信息，并将出入库信息输送至处理器，处理器将出入库信息、能耗信息发送至数据处理中心。2.根据权利要求1所述的具有进出库统计功能的列车能耗计量统计模块，其特征在于:还包括与处理器连接的调试接口，外设计算机连接调试接口运行程序调试处理器的运行状态。3.根据权利要求1所述的具有进出库统计功能的列车能耗计量统计模块，其特征在于:所述能耗计量统计模块还包括数据存储单元、实时时钟，存储单元、实时时钟均与处理器连接，存储单元储存处理器的运算结果，实时时钟为处理器提供时间基准。本文档来自技高网...
【技术保护点】
具有进出库统计功能的列车能耗计量统计模块，其特征在于：其包括低通滤波采样电路、放大电路、模数转换器、处理器、射频识别单元，列车上的电量传感器输出的电流信号通过低通滤波采样电路转换为电压信号，滤波后通过放大电路送至模数转换器，模数转换后输入处理器，处理器读取转换后的数字信号并根据算法进行能耗计量、统计；射频识别单元读取射频标签判断列车出入库信息，并将出入库信息输送至处理器，处理器将出入库信息、能耗信息发送至数据处理中心。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王啸，周峰，陈裕，梅嘉伦，
申请(专利权)人：宁波南车时代传感技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。