（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。對電氣設備及相關部件進行電量檢測和實時監測，可以實現設備故障檢測和設備狀態，實時監測。基于對監測數據的處理分析，可實時判斷出設備故障；基于對相關數據發展趨勢的分析，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，車輛狀態與載客運行時的狀態存有差異。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據的同時，規避了不安全的環境，并且不影響設備運行或運營狀態。因此，工業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了實時檢測電量、無線傳輸數據、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，既可采用閉環式固定安裝，也可采用開合式懸掛安裝。

系統采用了集成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）的模數轉換器，可同時采樣20個通道。

系統采用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。系統通過按鍵實現功能選擇和參數設定，采用發光二極管（light emitting diode, LED）和液晶顯示器（liguid crystal display, LCD）顯示系統信息。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，具有系統成本低、采集精度優、速率高、安裝簡易和使用方便等特點。該設備具有實時數據打印和數據無線傳輸功能，還具有通用性，依據應用需求，可進行功能定制。

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

該系統針對一定的應用場景實現了對電量檢測、交流頻率檢測和交直流電流檢測。對于更廣泛的應用，還需進一步優化相關算法和驗證相關參數。
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