智能电流传感器、基于智能电流传感器的电流采集方法技术

本发明专利技术公开了一种智能电流传感器，包括：至少一个电流采集器，其环绕在电流采集点处的线路上，用于采集该点处的直流或交流电流；模数转换器，其与各电流采集器连接，用于将当前接收到的直流电流信号或交流电流信号进行模数转换；第一处理器，其与模数转换器连接，用于将从各电流采集器处获得的直流电流数据或交流电流数据进行采集器位置标记处理后打包，得到相应的电流输出信息，在利用预设的传感器通讯地址使得当前第一处理器与外部第二处理器通讯连接后，将电流输出信息传输至第二处理器中。本发明专利技术传感器结构小巧、接线拓扑简单、抗干扰能力强，便于分布式应用。

【技术实现步骤摘要】
智能电流传感器、基于智能电流传感器的电流采集方法
本专利技术涉及电流采集
，尤其是涉及一种智能电流传感器、以及基于智能电流传感器的电流采集方法。
技术介绍
轨道交通车辆低压配电系统作为列车安全系统的重要组成部分，主要由车辆配电柜完成。目前，配电柜主要由继电器、接触器、微型断路器等基础器件组成，智能化水平较低。随着技术的发展，列车安全控制正在逐步由人控向机控发展，车辆急需一套智能化辅助诊断系统，用于监控配电回路工作状态，有效预警和分析故障，提升列车运行的安全性和可靠性。数据采集作为辅助诊断系统最基本的功能单元，需要能够精确、高速地收集配电柜内相关回路的电压、电流信息，并汇总到数据处理单元，完成数据存储和分析。目前，电流采集主要有以下两个方案：第一种，通过独立的电流传感器，将电流转换成4～20mA电流信号或0～10V电压信号，通过ADC器件进行采集，这种方案需要传感器数量多、传感器对应的输出信号线多、且电流传感器输出的微弱信号极易受到配电柜内电磁辐射的干扰，采集精度和抗干扰性不高。第二种方案是集中式采集，开发一套电流采集装置，具备多路电流信号采集端口，这种方案优点是节省空间，但是所有被采集线缆都要集中汇集到电流采集装置，使配电柜布线复杂，增加了制造和维修成本。因而，从电流采集
中的现有两种技术方案来看，需要解决上述两种技术方案中的一种或两种方案对应的技术问题。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种智能电流传感器，包括：至少一个电流采集器，其环绕在电流采集点处的线路上，用于采集该点处的直流或交流电流；模数转换器，其与各所述电流采集器连接，用于将当前接收到的直流电流信号或交流电流信号进行模数转换；第一处理器，其与所述模数转换器连接，用于将从各所述电流采集器处获得的直流电流数据或交流电流数据进行采集器位置标记处理后打包，得到相应的电流输出信息，在利用预设的传感器通讯地址使得当前所述第一处理器与外部第二处理器通讯连接后，将所述电流输出信息传输至所述第二处理器。优选地，所述智能电流传感器与其他所述智能电流传感器、或与所述第二处理器连接，其中，所述第二处理器，其用于利用每个所述智能电流传感器对应的所述传感器通讯地址与级联的多个所述智能电流传感器通信，收集多个所述智能电流传感器的所述电流输出信息。优选地，所述第一处理器，包括：第一通讯单元，其用于在接收到与自身传感器通讯地址相符的电流采集指令后，将当前传感器生成的所述电流输出信息通过所述第一通讯单元输出，以及在接收到与自身传感器通讯地址不符的所述电流采集指令后，将所述电流采集指令通过第二通讯单元输出；所述第二通讯单元。优选地，所述第二通讯单元，其用于在接收到与自身传感器通讯地址不符的所述电流输出信息后，将所述电流输出信息通过所述第一通讯单元输出。优选地，所述智能传感器，还包括：分别与所述第一通讯单元和所述第二通讯单元对应连接的第一通讯接口和第二通讯接口，其中，当前所述智能电流传感器的所述第一通讯接口通过传感器传输线缆与其他所述智能电流传感器内的所述第二通讯接口连接、或者与所述第二处理器连接。优选地，所述智能电流传感器，还包括：拨码开关，其用于设置当前所述智能电流传感器对应的所述传感器通讯地址；指示灯，其用于提示当前智能电流传感器是否与所述第二处理器处于通讯连接状态。优选地，所述电流采集器，包括：采集器件和与所述采集器件连接的运放调理电路，其中，所述采集器件采用电流互感器或霍尔电流传感器。另一方面，本专利技术还提出了一种基于智能电流传感器的电流采集方法，所述方法应用如上述所述的智能电流传感器来采集各电流采集点处的电流，所述电流采集方法包括：步骤一、电流采集器采集电流采集点处的直流或交流电流；步骤二、模数转换器将当前接收到的直流电流信号或交流电流信号进行模数转换；步骤三、第一处理器将从各所述电流采集器处获得的直流电流数据或交流电流数据进行采集器位置标记处理后打包，得到相应的电流输出信息，在利用预设的传感器通讯地址使得当前所述第一处理器与外部第二处理器通信连接后，将所述电流输出信息传输至所述第二处理器。优选地，所述方法还包括：所述第二处理器利用每个所述智能电流传感器对应的所述传感器通讯地址与级联的多个所述智能电流传感器通信，收集多个所述智能电流传感器的所述电流输出信息。优选地，所述方法还包括：所述第一处理器内的第一通讯单元在接收到与自身传感器通讯地址相符的电流采集指令后，将当前传感器生成的所述电流输出信息通过所述第一通讯单元输出，以及在接收到与自身传感器通讯地址不符的所述电流采集指令后，将所述电流采集指令通过所述第一处理器内的第二通讯单元输出。与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：本专利技术公开了一种智能电流传感器、以及基于智能电流传感器的电流采集方法。该电流传感器能够采集多路直流或交流数据，并通过多个智能电流传感器的级联结构，实现分布式电流采集，整体结构小巧、接线拓扑结构简单，可用性强，便于分布式应用。另外，本专利技术采用工业车辆总线进行数据通讯，抗干扰能力强，可靠性高。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例共同用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是本申请实施例的智能电流传感器的内部结构示意图。图2是本申请实施例的智能电流传感器在级联时的接线拓扑图。图3是本申请实施例的智能电流传感器的外部结构示意图。图4是本申请实施例的智能电流传感器的外部结构示意图的主视图和右视图。图5是本申请实施例的基于智能电流传感器的电流采集方法的步骤图。具体实施方式以下将结合附图及实施例来详细说明本专利技术的实施方式，借此对本专利技术如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本专利技术中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本专利技术的保护范围之内。轨道交通车辆低压配电系统作为列车安全系统的重要组成部分，主要由车辆配电柜完成。目前，配电柜主要由继电器、接触器、微型断路器等基础器件组成，智能化水平较低。随着技术的发展，列车安全控制正在逐步由人控向机控发展，车辆急需一套智能化辅助诊断系统，用于监控配电回路工作状态，有效预警和分析故障，提升列车运行的安全性和可靠性。数据采集作为辅助诊断系统最基本的功能单元，需要能够精确、高速地收集配电柜内相关回路的电压、电流信息，并汇总到数据处理单元，完成数据存储和分析。目前，电流采集主要有以下两个方案：第一种，通过独立的电流传感器，将电流转换成4～20mA电流信号或0～10V电压信号，通过ADC器件进行采集本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能电流传感器，其特征在于，包括：/n至少一个电流采集器，其环绕在电流采集点处的线路上，用于采集该点处的直流或交流电流；/n模数转换器，其与各所述电流采集器连接，用于将当前接收到的直流电流信号或交流电流信号进行模数转换；/n第一处理器，其与所述模数转换器连接，用于将从各所述电流采集器处获得的直流电流数据或交流电流数据进行采集器位置标记处理后打包，得到相应的电流输出信息，在利用预设的传感器通讯地址使得当前所述第一处理器与外部第二处理器通讯连接后，将所述电流输出信息传输至所述第二处理器。/n

【技术特征摘要】
1.一种智能电流传感器，其特征在于，包括：
至少一个电流采集器，其环绕在电流采集点处的线路上，用于采集该点处的直流或交流电流；
模数转换器，其与各所述电流采集器连接，用于将当前接收到的直流电流信号或交流电流信号进行模数转换；
第一处理器，其与所述模数转换器连接，用于将从各所述电流采集器处获得的直流电流数据或交流电流数据进行采集器位置标记处理后打包，得到相应的电流输出信息，在利用预设的传感器通讯地址使得当前所述第一处理器与外部第二处理器通讯连接后，将所述电流输出信息传输至所述第二处理器。


2.根据权利要求1所述的智能电流传感器，其特征在于，所述智能电流传感器与其他所述智能电流传感器和/或所述第二处理器连接，其中，
所述第二处理器，其用于利用每个所述智能电流传感器对应的所述传感器通讯地址与级联的多个所述智能电流传感器通信，收集多个所述智能电流传感器的所述电流输出信息。


3.根据权利要求2所述的智能电流传感器，其特征在于，所述第一处理器，包括：
第一通讯单元，其用于在接收到与自身传感器通讯地址相符的电流采集指令后，将当前传感器生成的所述电流输出信息通过所述第一通讯单元输出，以及在接收到与自身传感器通讯地址不符的所述电流采集指令后，将所述电流采集指令通过第二通讯单元输出；
所述第二通讯单元。


4.根据权利要求3所述的智能电流传感器，其特征在于，
所述第二通讯单元，其用于在接收到与自身传感器通讯地址不符的所述电流输出信息后，将所述电流输出信息通过所述第一通讯单元输出。


5.根据权利要求3或4所述的智能电流传感器，其特征在于，所述智能传感器，还包括：分别与所述第一通讯单元和所述第二通讯单元对应连接的第一通讯接口和第二通讯接口，其中，当前所述智能电流传感器的所述第一通讯接口通过传感器传输线缆与其他所述智能电流传感器内的所述第二通讯...

【专利技术属性】
技术研发人员：张明帅，周卫成，梁彦锋，左君成，冯建，欧阳家俊，袁兴武，刘瑛子，
申请(专利权)人：株洲中车时代电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43