基于嵌入式的機(jī)車能耗監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電子監(jiān)測領(lǐng)域，特別涉及一種基于嵌入式的機(jī)車能耗監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、科技的進(jìn)步以及人們生活水平的迅速提高，電能已成為人類生存與發(fā)展不可缺少的能源，人類所有的需求幾乎都和電有著緊密的聯(lián)系，電力給人們的生活帶來了一種質(zhì)的飛躍。作為當(dāng)代的新能源，它不但給我們帶來了新的光明，而且推動了現(xiàn)代化技術(shù)，為人類的物質(zhì)文明建設(shè)與精神文明建設(shè)作出了巨大貢獻(xiàn)，使人類進(jìn)入了嶄新的時代。
[0003]目前，隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，能耗監(jiān)測裝置作為電能計量工具在國民經(jīng)濟(jì)體系中得到廣泛應(yīng)用，特別是應(yīng)用在電力機(jī)車上。所謂電力機(jī)車是指依靠牽引電機(jī)從電力系統(tǒng)的接觸網(wǎng)獲得電能來驅(qū)動的鐵路機(jī)車，因而并非一種自帶能源的機(jī)車，具有大功率、高速度、檢修費(fèi)用低、過載能力強(qiáng)以及再生制動等特點。然而，我國的電能資源相對比較緊張，能耗監(jiān)測系統(tǒng)尚不成熟，對電能有效合理的測量顯得越來越重要。目前，電力機(jī)車計量電能常采用機(jī)械式能耗監(jiān)測裝置，但是機(jī)械式裝置測量精度低、抗干擾性弱、效率低、機(jī)械損耗大。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題之一。
[0005]本實用新型要解決的技術(shù)問題在于通過提供電子式裝置解決機(jī)械式裝置測量精度低、抗干擾性弱、效率低、機(jī)械損耗大的問題。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種基于嵌入式的機(jī)車能耗監(jiān)測系統(tǒng)，包括用于采集機(jī)車用電信息的電能計量模塊、與所述電能計量模塊連接的中央處理模塊以及為所述電能計量模塊、中央處理模塊提供電能的電源模塊；所述中央處理模塊包括微處理器以及與所述微處理器連接初始化模塊、無線通信模塊、時鐘模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊。
[0007]進(jìn)一步的，所述電源模塊包括為電能計量模塊提供電能的電能計量模塊電源、為微處理器提供電能的微處理器電源以及為無線通信模塊提供電能的無線通信模塊電源。
[0008]進(jìn)一步的，所述電能計量模塊包括第一電能計量模塊和第二電能計量模塊，所述第一電能計量模塊連接有用于采集機(jī)車交流電壓模塊電信號的電壓互感器、電流互感器，所述第二電能計量模塊包括用于采集機(jī)車交流電壓模塊電信號的電壓傳感器、電流傳感器。
[0009]進(jìn)一步的，還包括與所述微處理器連接的鍵盤模塊、顯示模塊。
[0010]進(jìn)一步的，所述無線通信模塊包括均與微處理器連接的RS485模塊、RS232模塊和GPRS無線通信模塊。
[0011]進(jìn)一步的，所述微處理器采用微處理器STM32F103R8T6。
[0012]進(jìn)一步的，所述電能計量模塊采用電能測量芯片CS5463。
[0013]本實用新型的有益效果在于提供了一種基于嵌入式的機(jī)車能耗監(jiān)測系統(tǒng)，本實用新型能夠?qū)崟r檢測電力機(jī)車的用電信息并能遠(yuǎn)程無線抄表；同時，通過高隔離、高精度的電壓互感器與電流互感器或傳感器檢測機(jī)車電壓、電流，實時計算用電功率，并分別累計機(jī)車牽引耗電量與機(jī)車再生制動反饋到電網(wǎng)的電量。
【附圖說明】
[0014]圖1所示為本實用新型實施例一種基于嵌入式的機(jī)車能耗監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下文將結(jié)合具體實施例詳細(xì)描述本實用新型。應(yīng)當(dāng)注意的是，下述實施例中描述的技術(shù)特征或者技術(shù)特征的組合不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是孤立的，它們可以被相互組合從而達(dá)到更好的技術(shù)效果。
[0016]本實施例提供一種基于嵌入式的機(jī)車能耗監(jiān)測系統(tǒng)，如圖1所示，包括用于采集機(jī)車用電信息的電能計量模塊1、與所述電能計量模塊I連接的中央處理模塊2以及為所述電能計量模塊1、中央處理模塊2提供電能的電源模塊3 ;所述中央處理模塊2包括微處理器21以及與所述微處理器21連接初始化模塊22、無線通信模塊23、時鐘模塊24和數(shù)據(jù)存儲模塊25。
[0017]本實施例還包括與所述微處理器21連接的鍵盤模塊4、顯示模塊5，顯示模塊5采用IXD12864，IXD12864對電量信息進(jìn)行實時顯示，鍵盤模塊4用于輸入信息。
[0018]所述電源模塊3包括為電能計量模塊I提供電能的電能計量模塊電源31、為微處理器21提供電能的微處理器電源32以及為無線通信模塊23提供電能的無線通信模塊電源33。
[0019]所述電能計量模塊I包括第一電能計量模塊11和第二電能計量模塊12，所述第一電能計量模塊11連接有用于采集機(jī)車交流電壓模塊電信號的電壓互感器111、電流互感器112，所述第二電能計量模塊12包括用于采集機(jī)車交流電壓模塊電信號的電壓傳感器121、電流傳感器122。
[0020]所述無線通信模塊23包括均與微處理器21連接的RS485模塊231、RS232模塊232和GPRS無線通信模塊233。
[0021]所述電能計量模塊I采用電能測量芯片CS5463，電能測量芯片CS5463主要為了采集電力機(jī)車輸入電流電壓信號，并進(jìn)行運(yùn)算得到機(jī)車的用電信息，將其存入所述數(shù)據(jù)存儲模塊。
[0022]所述微處理器21采用32位高性能的ARM系列微處理器STM32F103R8T6，微處理器STM32F103R8T6主要為了運(yùn)算CS5463采集到的機(jī)車電能，并處理顯示機(jī)車電量信息、機(jī)車?yán)鄯e反饋電量、機(jī)車?yán)鄯e耗電量；并且將機(jī)車電流、電網(wǎng)電壓、機(jī)車功率與電量數(shù)據(jù)結(jié)合，以自身實時鐘來分時分段的存儲數(shù)據(jù)。
[0023]微處理器STM32F103R8T6與電能測量芯片CS5463采用SPI總線接口連接，復(fù)位信號NRST接微處理器NRST端，兩個按鍵分別接微處理器I/O 口，微處理器工作范圍在-40°C +85°C，具有抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高、功能強(qiáng)等優(yōu)點。
[0024]時鐘模塊24主要為了提供當(dāng)前電量所對應(yīng)的時鐘信號。
[0025]本實施例，RS485模塊231實現(xiàn)能耗監(jiān)測裝置和車上其它裝置的通信連接；RS232模塊232主要用于出廠前調(diào)試。
[0026]本實用新型能夠?qū)崟r檢測電力機(jī)車的用電信息并能遠(yuǎn)程無線抄表；同時，通過高隔離、高精度的電壓互感器111與電流互感器112或傳感器檢測機(jī)車電壓、電流，實時計算用電功率，并分別累計機(jī)車牽引耗電量與機(jī)車再生制動反饋到電網(wǎng)的電量。
[0027]本文雖然已經(jīng)給出了本實用新型的一些實施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本實用新型精神的情況下，可以對本文的實施例進(jìn)行改變。上述實施例只是示例性的，不應(yīng)以本文的實施例作為本實用新型權(quán)利范圍的限定。
【主權(quán)項】
1.一種基于嵌入式的機(jī)車能耗監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括用于采集機(jī)車用電信息的電能計量模塊、與所述電能計量模塊連接的中央處理模塊以及為所述電能計量模塊、中央處理模塊提供電能的電源模塊；所述中央處理模塊包括微處理器以及與所述微處理器連接初始化模塊、無線通信模塊、時鐘模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于嵌入式的機(jī)車能耗監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述電源模塊包括為電能計量模塊提供電能的電能計量模塊電源、為微處理器提供電能的微處理器電源以及為無線通信模塊提供電能的無線通信模塊電源。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于嵌入式的機(jī)車能耗監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述電能計量模塊包括第一電能計量模塊和第二電能計量模塊，所述第一電能計量模塊連接有用于采集機(jī)車交流電壓模塊電信號的電壓互感器、電流互感器，所述第二電能計量模塊包括用于采集機(jī)車交流電壓模塊電信號的電壓傳感器、電流傳感器。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于嵌入式的機(jī)車能耗監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述微處理器連接的鍵盤模塊、顯示模塊。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于嵌入式的機(jī)車能耗監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述無線通信模塊包括均與微處理器連接的RS485模塊、RS232模塊和GPRS無線通信模塊。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于嵌入式的機(jī)車能耗監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述微處理器采用微處理器STM32F103R8T6。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于嵌入式的機(jī)車能耗監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述電能計量模塊采用電能測量芯片CS5463。
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于嵌入式的機(jī)車能耗監(jiān)測系統(tǒng)，包括用于采集機(jī)車用電信息的電能計量模塊、與所述電能計量模塊連接的中央處理模塊以及為所述電能計量模塊、中央處理模塊提供電能的電源模塊；所述中央處理模塊包括微處理器以及與所述微處理器連接初始化模塊、無線通信模塊、時鐘模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊。本實用新型能夠?qū)崟r檢測電力機(jī)車的用電信息并能遠(yuǎn)程無線抄表；同時，通過高隔離、高精度的電壓互感器與電流互感器或傳感器檢測機(jī)車電壓、電流，實時計算用電功率，并分別累計機(jī)車牽引耗電量與機(jī)車再生制動反饋到電網(wǎng)的電量。
【IPC分類】G01R22/10
【公開號】CN204903647
【申請?zhí)枴緾N201520553411
【發(fā)明人】于惠鈞, 周志偉, 柳云山
【申請人】湖南工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年7月28日