CN106325243B - 稼动率的确定方法以及终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种稼动率的确定方法和终端，其中，该终端包括：隔离电路，用于将来自电流传感器的感应电流信号过冲限制在预定的安全电流范围内，以保护电路；滤波电路用于将电流信号预处理，去除无效信号，优化电流波形；电压采集电路，用于将滤波后的感应电流信号转换为电压信号；模数转换电路，用于将电压信号处理成转换为数字电平信号；工作状态确定模块，用于根据数字电平信号确定电流传感器所连接的被测设备的供电线路的实际电流值，根据确定的实际电流值以及工作状态确定规则确定被测设备的工作状态并上报确定的工作状态；通信模块，用于将确定的工作状态上报至管理设备。本发明能减轻管理设备负担，降低硬件和软件要求，节省成本。

Description

稼动率的确定方法以及终端

技术领域

本发明涉及一种稼动率的确定方法以及终端。

背景技术

在制造领域中，机加工设备是企业生产的主要载体。在实际生产过程中，机加工设备并不是无时无刻在工作，在作业计划停线以外的时间，设备总是因为故障、切换作业等原因导致产生非计划性的停线时间。

为了描述设备的实际工作状况与理想状况的关系，提出了稼动率的概念，即，稼动率是指设备在所能提供的时间内为了创造价值而占用的时间所占的比重。

通过统计设备的稼动率，能够了解设备的实际工作状况，并且能够为大规模生产管理提供客观的参照。

在传统技术中，较早采用的统计设备稼动率的方法是人工统计。这种方法严重依赖于人工操作，成本很高，并且很难实现对设备机加工时间参数(尤其是有效加工时间)的统计，不仅精确度低，而且滞后性大，由此就会导致设备稼动率的统计结果存在很大误差，难以为实际生产管理提供参照。

对于人工统计存在的缺陷，已经有人提出了借助嵌入式终端进行统计的方案。申请公开号为CN104657169A、名称为“稼动率计算方法及其系统和嵌入式装置”的专利申请，其具体方案为：通过嵌入式终端来采集程控机台的逻辑控制器的多个I/O端口的运作信号，之后由计算系统来根据这些端口的信号波形来确定设备的工作状态，最后确定设备的稼动率。该专利申请所公开的方案能够避免采用人工统计的方式来确定设备的工作状态。但是，在大规模生产的情况下，程控机台的数量很多，因此，这些程控机台的逻辑控制器所输出信号的信息量非常大。此时，计算系统需要处理大量的数据才能够确定每个程控机台的工作状态，并且还要对每个程控机台的工作状态分别进行统计来得到稼动率。因此，在该专利申请所公开的方案中，计算系统的处理负担非常大，不仅会导致稼动率统计的效率和实时性降低，另一方面也对计算系统的硬件配置以及软件算法的稳定性和可行性提出了更高的要求。

另外，在公开号为CN104808587A、名称为“一种基于机加工设备运行状态的稼动率统计方法”的专利申请中，公开了一种统计设备稼动率的方法，该专利申请所公开的方案具体是：首先采集设备的功率，之后根据预先设计的功率模型来判断设备的工作状态，最后根据工作状态的统计来确定设备的稼动率。在该专利申请所公开的方案中，对于如何准确判断设备的工作状态提出了改进，但对于如何减小后台系统的负担、降低后台系统(管理设备)的硬件和软件需求，同样没有给出有效的解决方案。

综上所述，针对相关技术中稼动率计算系统(管理设备)的工作负担大以及对系统硬件和软件需求高的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明提出一种稼动率的确定方法以及终端，能够有效解决管理设备负担大、以及对硬件和软件需求高的问题，提高稼动率统计的实时性。

根据本发明的一个方面，提供了一种终端。

根据本发明的终端包括：隔离电路，用于将来自电流传感器的感应电流信号限制在预定的安全电流范围内；滤波电路，用于对来自隔离电路的感应电流信号进行滤波，去除无效信号；电压采集电路，用于将滤波后的感应电流信号转换为电压信号；模数转换电路，用于将电压信号处理成转换为数字电平信号；工作状态确定模块，用于根据数字电平信号确定电流传感器所连接的被测设备的供电线路的实际电流值，根据确定的实际电流值以及工作状态确定规则确定被测设备的工作状态并上报确定的工作状态，其中，工作状态确定规则包括多个工作状态与电流值范围之间的对应关系；通信模块，用于将确定的工作状态上报至管理设备。

其中，上述模数转换模块用于对来自电压采集电路的电压信号进行平均滤波，得到数字电平信号。

此外，上述工作状态确定模块用于根据该数字电平信号确定电流传感器输出的感应电流值，以及用于根据该感应电流值和预定比例关系确定被测设备的供电线路的实际电流值，其中，预定比例关系为感应电流值与被测设备的供电线路的实际电流值之间的比例关系。

此外，该终端可以包括一组或多组隔离电路、滤波电路、电压采集电路和模数转换模块，其中，每个电流传感器连接一个被测设备的供电线路，每一组中的隔离电路与一个电流传感器连接，滤波电路将来自本组中隔离电路的感应电流转换为电压信号，电压采集电路将来自本组中滤波电路的感应电流信号转换为电压信号，模数转换模块用于将来自本组中电压采集电路的电压信号转换为数字电平信号，并提供给工作状态确定模块。

此外，上述通信模块还用于接收管理设备发送的状态配置信息，其中，状态配置信息用于对终端通过电流传感器所连接的一个或多个被测设备所对应的工作状态确定规则进行配置；并且，在终端连接通过多个电流传感器连接多个被测设备的情况下，管理设备发送的状态配置信息中包含多个被测设备所对应的工作状态确定规则；在确定多个被测设备中每个被测设备的工作状态时，工作状态确定模块根据相应的工作状态规则进行确定。

其中，上述通信模块还用于接收管理设备发送的校验配置信息，其中，校验配置信息中包含通知终端进行信息上报的频率信息；并且，通信模块根据频率信息中的频率，周期性地向管理设备发送校验信息，并在校验信息中携带被测设备的工作状态。

可选地，校验配置信息中进一步包含上报格式信息和上报内容信息，其中，上报格式信息用于规定通信模块向管理设备发送信息时所采用的格式；上报内容信息用于规定通信模块向管理设备发送的校验信息中所应包含的内容；根据上报内容信息，通信模块向管理设备发送的校验信息中进一步包括：被测设备的供电线路的实际电流值、和/或终端与电流传感器之间端口的通断信息。

可选地，终端被配置为在收到管理设备下发的状态配置信息或校验配置信息时，优先通过通信模块向管理设备发送确认信息。

进一步地，校验配置信息、或状态配置信息具有消息校验号；通信模块上报的校验信息或确认信息中包含与该消息校验号相匹配的校验码。

此外，在工作状态确定模块确定被测设备的工作状态由第一工作状态改变为第二工作状态且保持预定时间段的情况下，工作状态确定模块将第二工作状态确定为被测设备当前工作状态。

此外，上述电流传感器包括线圈，线圈用于套接在被测设备的供电线路并生成感应电流信号。

此外，根据本发明的终端可以进一步包括：报警装置，用于根据实际电流值以及预设的报警规则监控被测设备是否异常，并在被测设备异常的情况下进行报警；控制开关，具有与被测设备通信的控制接口，根据被测设备是否异常或管理设备的指示，通过控制接口向被测设备发送开机指令或关机指令。

根据本发明的终端可以进一步包括：显示器，用于显示以下信息：被测设备的工作状态、被测设备的供电线路的实际电流值、和/或终端的网络地址信息。

此外，当工作状态确定模块确定的感应电流值达到安全电流范围的上限值时，工作状态确定模块确定发生电流过冲，并由通信模块向管理设备上报发生电流过冲。

可选地，上述隔离电路可以为以下之一：光耦合隔离电路、磁耦合隔离电路、晶体管隔离电路、运算放大器隔离电路。

根据本发明的另一方面，提供了一种工作状态的确定方法。

根据本发明的稼动率的确定方法包括：终端的隔离电路将来自电流传感器的感应电流信号限制在预定的安全电流范围内；终端的滤波电路对来自隔离电路的感应电流信号进行滤波，去除无效信号；终端的电压采集电路将滤波后的感应电流信号转换为电压信号；终端的模数转换电路将电压信号处理成转换为数字电平信号；终端的工作状态确定模块根据数字电平信号确定电流传感器所连接的被测设备的供电线路的实际电流值，根据确定的实际电流值以及工作状态确定规则确定被测设备的工作状态并上报确定的工作状态，其中，工作状态确定规则包括多个工作状态与电流值范围之间的对应关系；终端的通信模块将确定的工作状态上报至管理设备；管理设备接收终端上报的工作状态，并根据上报的工作状态确定被测设备的稼动率。

其中，在得到数字电平信号时，模数转换模块对来自电压采集电路的电压信号进行平均滤波，得到数字电平信号；在确定实际电流值时，工作状态确定模块根据该数字电平信号确定电流传感器输出的感应电流值，以及根据该感应电流值以及预定比例关系确定被测设备的供电线路的实际电流值，其中，预定比例关系为感应电流值与被测设备的供电线路的实际电流值之间的比例关系。

此外，上述终端可以包括一组或多组隔离电路、滤波电路、电压采集电路和模数转换模块，其中，每个电流传感器连接一个被测设备的供电线路，每一组中的隔离电路与一个电流传感器连接，滤波电路对来自本组中隔离电路的感应电流信号进行滤波，电压采集电路将来自本组中滤波电路的感应电流转换为电压信号，模数转换模块用于将来自本组中电压采集电路的电压信号转换为数字电平信号，并提供给工作状态确定模块。

此外，该方法可以进一步包括：通信模块接收管理设备发送的状态配置信息，其中，状态配置信息用于对终端通过电流传感器所连接的一个或多个被测设备所对应的工作状态确定规则进行配置；并且，在终端连接通过多个电流传感器连接多个被测设备的情况下，管理设备发送的状态配置信息中包含多个被测设备所对应的工作状态确定规则；在确定多个被测设备中每个被测设备的工作状态时，工作状态确定模块根据相应的工作状态规则进行确定。

进一步地，该确定方法可以进一步包括：

通信模块接收管理设备发送的校验配置信息，其中，校验配置信息中包含通知终端进行信息上报的频率信息；并且，在上报工作状态时，通信模块根据频率信息中的频率，周期性地向管理设备发送校验信息，并在校验信息中携带被测设备的工作状态；其中，校验配置信息中进一步包含上报格式信息和上报内容信息，其中上报格式信息用于规定通信模块向管理设备发送信息时所采用的格式；上报内容信息用于规定通信模块向管理设备发送的校验信息中所应包含的内容；根据上报内容信息，通信模块向管理设备发送的校验信息中进一步包括：被测设备的供电线路的实际电流值、和/或终端与电流传感器之间端口的通断信息。

可选地，在收到管理设备下发的状态配置信息或校验配置信息的情况下，通信模块优先向管理设备发送确认信息；并且，校验配置信息、或状态配置信息具有消息校验号；通信模块上报的校验信息或确认信息中包含与该消息校验号相匹配的校验码。

此外，在工作状态确定模块确定被测设备的工作状态由第一工作状态改变为第二工作状态且保持预定时间段的情况下，工作状态确定模块将第二工作状态确定为被测设备当前工作状态。

可选地，上述电流传感器包括线圈，线圈用于套接在被测设备的供电线路并生成感应电流信号；上述隔离电路可以为以下之一：光耦合隔离电路、磁耦合隔离电路、晶体管隔离电路、运算放大器隔离电路。

此外，该确定方法可以进一步包括：

由终端的报警装置根据实际电流值以及预设的报警规则监控被测设备是否异常，并在被测设备异常的情况下进行报警；

根据被测设备是否异常或来自管理设备的指示，由控制开关向被测设备发送开机指令或关机指令，其中，控制开关具有与被测设备通信的控制接口。

此外，该确定方法可以进一步包括：通过显示器显示以下信息：被测设备的工作状态、被测设备的供电线路的实际电流值、和/或终端的网络地址信息；并且，当工作状态确定模块确定的感应电流值达到安全电流范围的上限值时，工作状态确定模块确定发生电流过冲，并由通信模块向管理设备上报发生电流过冲。

本发明的技术方案能够实现以下有益效果：

(1)本发明提出由分布式部署的嵌入式终端确定并上报被测设备的工作状态，而并非是上报采集到的运行参数，能够将确定被测设备工作状态的工作分摊到每个嵌入式终端，这样使得管理设备(例如，可以是MES系统)的负担大大减轻，在被监控设备以及嵌入式终端的数量规模不断扩大的情况下，由于终端负责确定加工设备的工作状态，所以管理设备的处理负担并不会因为生产规模的扩大而明显增加，保证了稼动率统计的实时性；同时，由于管理设备无需处理采集的电流值，所以其处理负担减少，从而降低了管理设备的硬件和软件要求以及系统复杂度，不仅提高了稳定性，而且节省了成本；

(2)本发明通过将电流值与预设规则中的电流值区间进行比较来确定被测设备的当前工作状态，处理过程复杂度较低，能够在保证嵌入式终端确定得到被测设备工作状态的同时，不会明显增加终端的复杂度，从而能够在大规模生产监控的场景中有效控制成本；

(3)本发明基于被测设备的电流参数来确定工作状态，能够适用于所有带有电源的设备，而并非仅限于具有逻辑输出接口的程控机台，且通过采集电源的电流能够避免传感器与设备进行交互，降低了复杂度；不仅如此，相比于采集程控机台的逻辑控制器输出的多组信号，本发明采集电流参数的方案只需要对设备的电源部分进行很小的改动，而无需将终端焊接在逻辑控制器的管脚，因此这种改动的实现难度较低，可扩展性强，有助于大范围部署；

(4)本发明通过在嵌入式终端中采用隔离电路，能够将来自电流传感器的电流限制在某个阈值以下，这样，能够在因为过冲而导致感应电流突然增大的情况下，避免大电流烧毁嵌入式终端内的器件，保证嵌入式终端在安全的状态下进行工作；

(5)本发明提出采集被测设备电流参数来确定设备工作状态，由于电流电流传感器只需要套接在被测设备的电源线即可进行采集，所以线圈的安装对被测设备的改动很小，不仅安装过程安全、简单、通用性好，而且在扩展时也非常方便；另外，电流传感线圈将生成的感应电流输出给终端来确定工作状态，不仅电流采集的实时性好、准确度高，而且电流传感线圈能够将高电位、大电流的设备电源与终端相互隔离，与隔离电路形成对终端的双重保护，从而保证终端本身内部的低压器件能够安全地采集电流；

(6)本发明提出的嵌入式终端可以同时连接多个被测设备，并且分别接收来自多个被测设备的电流值、以及分别确定多个被测设备的工作状态，这样能够减少终端的数量，从而有助于进一步降低成本；另外，本发明的管理设备针对不同类型的设备向嵌入式终端分别配置下发相应的规则用于确定设备的工作状态，从而能够让嵌入式终端针对设备的类型来确定其工作状态，有助于让管理设备客观、准确地确定每种设备的稼动率，还有助于对多个被测设备的数据进行对比分析；

(7)本发明一方面可以让嵌入式终端以一定周期上报确定的工作状态，能够在完成工作状态上报的同时，与管理设备保持心跳通信，从而有助于在终端出现故障的情况下及时发现并排查；另一方面，本发明还可以让嵌入式终端仅在确定的工作状态出现改变时进行上报，并将上报时间进行一定延迟，这样，能够有效避免因为临时抖动(干扰)而导致实际工作状态确定结果不准确的问题，有助于保证稼动率统计的准确性，还能够有效减少不必要的消息传输，节省网络资源，降低管理设备的接收负担；本发明还可以组合使用以上两种方式，在以一定周期进行上报的基础上，同时在设备的工作状态发生改变时以一定延迟上报，这样既能够保证终端与管理设备之间的心跳通信(便于在嵌入式终端故障时尽早发现)，还能够避免因为抖动导致的误报，保证稼动率统计的准确性；

(8)本发明的管理设备能够将状态配置信息、校验配置信息等发送至嵌入式终端，从而能够对嵌入式终端进行集中控制，从而降低了管理的成本以及复杂度；通过让嵌入式设备优先回应状态配置信息和校验配置信息，能够让管理设备获知信息是否发送成功，以便及时了解嵌入式终端以及网络是否正常；

(9)本发明通过在状态配置信息和校验配置信息中携带消息号，嵌入式终端在上报时会在上报的信息中携带与之相符的校验码，能够让管理设备有效区分上报信息的来源；

(10)本发明通过在嵌入式终端所连接的显示屏上显示设备工作状态等信息，能够方便工作人员进行现场查看，例如，可以查看设备的工作状态是否正常，嵌入式终端所连接的设备名称以及IP地址是否正确；

(11)借助于嵌入式终端的报警装置和控制开关，能够在被测设备的工作状态、工作电流等参数出现异常的情况下及时报警，以便操作人员检修，而且还能够及时将被测设备关闭，避免设备在异常状态下继续加工而出现不合格产品，从而保证了产品质量；此外，报警控制开关也能够直接接收管理设备的控制命令，进而控制被测设备启动与关闭，从而避免操作人员到现场进行操作，便于对被测设备进行管理和控制；

(12)本发明的嵌入式终端能够通过有线或无线网络与管理设备进行通信，从而有助于让嵌入式终端接受管理设备的控制(例如，接收管理设备发出的各种配置指令，完成设备工作状态信息的维护，位置信息的维护)，还能够让嵌入式终端根据配置信息的要求，上传被测设备工作状态信息、电流信息和传感器工作状态信息等；其中，在通过无线网络实现嵌入式终端与管理设备的通信时，能够让两者之间的通信不依赖于网线，因此，不论是被测设备的规模增大、还是嵌入式终端被扩展部署和应用，都能够让安装过程变得非常容易，适用于工作环境复杂、分散的厂房。

(13)本发明通过将实际检测到的感应电流值与隔离电路的安全限流范围的感应电流值进行比对，并前者达到后者上限值时确定发生过冲并上报，能够让管理设备了解发生过冲的时间和次数，从而对管理和控制提供有效支持和参考。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的嵌入式终端所应用的稼动率确定系统的结构简图；

图2是根据本发明实施例的嵌入式终端的结构框图；

图3a是根据本发明实施例的嵌入式终端与两个被测设备连接的结构图；

图3b是根据本发明实施例的多个嵌入式终端对被测设备进行测量的结构框图；

图4是根据本发明实施例的嵌入式终端对被测设备直接控制的结构图；

图5是根据本发明一具体实施例的嵌入式终端所应用的稼动率确定系统的结构框图；

图6是根据本发明实施例的稼动率的确定方法的流程图；

图7是根据本发明一具体实施例的稼动率的确定方法的流程图。

具体实施方式

此说明性实施方式的描述应与相应的附图相结合，附图应作为完整的说明书的一部分。在附图中，实施例的形状或是厚度可扩大，并以简化或是方便标示。再者，附图中各结构的部分将以分别描述进行说明，值得注意的是，图中未示出或未通过文字进行说明的元件，为所属技术领域中的普通技术人员所知的形式。

此处实施例的描述，有关方向和方位的任何参考，均仅是为了便于描述，而不能理解为对本发明保护范围的任何限制。相关术语，如“更低”、“更高”、“水平的”、“垂直的”、“在上”、“在下”、“上”、“下”、“顶部”和“|底部”以及其派生词(如“水平地”、“向下地”、“向上地”等等)均应被解释为说明中描述的或附图中示出所讨论的方位。这些相关术语仅仅为了方便描述，而不应认为是对仪器设备的解释或者在特定方位上的具体操作。术语，如“附上……的”(attached)、“固定于……的”、“相连的”和“彼此相连的”指代一种关系，其中结构被直接或间接地通过插入结构，固定或附着于另一结构，除非有明确的描述，所述结构包括可移动的、或者固定不动的、或者相关联的。此外，本发明的特点和优点通过参照优选实施方案进行说明。因此，优选实施方式说明可能的非限定的特征的组合，这些特征可能独立存在或者组合存在，本发明并不特别地限定于优选的实施方式。本发明的范围由权利要求书所界定。

根据本发明的实施例，提供了一种终端。在实际应用中，该终端可以与被测设备设置在一起，下文中将该终端也成为嵌入式终端。

如图1所示，根据本发明实施例的嵌入式终端2可以应用于稼动率确定系统。参见图1，嵌入式终端2可以与电流传感器(在一个实施例中，可以是互感器，也可以是高精度磁隔离电流传感器)1连接，电流传感器1用于根据被测设备的供电线路的电流生成感应电流信号。在图1所示的实施例中，嵌入式终端连接的电流传感器数量为2个，每个电流传感器连接1个被测设备，并在相应被测设备的供电线路感应下生成感应电流信号。在其他实施例中，一个嵌入式终端可以连接1个电流传感器，或者也可以连接更多数量的电流传感器。通过采用“一拖多”的部署方式，能够减少嵌入式终端的数量，从而有助于在大规模生产和监控过程中控制成本。另外，嵌入式终端2还与管理设备3进行通信。

图2示出了根据本发明实施例的嵌入式终端2可以将来自电流传感器的感应电流信号限制在预定的安全范围内(其中，该安全范围是指不会烧毁嵌入式终端内部电路的电流范围，限制电流是指限制感应电流信号的过冲)，并将感应电流信号处理成数字电平信号。在一个实施例中，嵌入式终端2可以对来自电流传感器的感应电流信号进行滤波，并将滤波后的感应电流信号转换为电压信号；以及用于将电压信号转换为数字电平信号，根据转换得到的数字电平信号确定被测设备的供电线路的实际电流值，根据确定的实际电流值以及工作状态确定规则确定被测设备的工作状态并上报确定的工作状态，其中，工作状态确定规则包括多个工作状态与电流值范围之间的对应关系；

管理设备3，用于接收嵌入式终端上报的工作状态，并根据上报的工作状态确定被测设备的稼动率。

此外，如图2所示，在本发明的一个实施例中，嵌入式终端包括隔离电路21、滤波及电压采集电路22、模数转换模块(例如，可以是12位精度的AD模块)23、工作状态确定模块24以及通信模块25。其中，隔离电路21用于将来自电流传感器的感应电流信号限制在预定的安全电流范围内(具体而言，隔离电路中可以包括隔离器件，同时还包括钳位电路，例如，隔离电路可以是光耦合隔离电路、磁耦合隔离电路、晶体管隔离电路、运算放大器隔离电路)。在将来自电流传感器的感应电流信号处理成数字电平信号时，滤波及电压采集电路22用于对来自电流传感器的感应电流信号进行滤波(可以是高频滤波和/或低频滤波，具体可以通过电容来实现)，并将滤波后的感应电流信号转换为电压信号(可以通过采样电阻来实现电压的采集)。具体而言，参照图2，滤波及电压采集电路包括滤波电路和电压采集电路，滤波电路能够对感应电流信号进行预处理(滤波)，将信号中的毛刺等无效信号去除，优化电流波形，有助于提高后续处理的准确性；电压采集电路则基于滤波后的感应电流信号生成电压信号。在下文中所描述的实施例中，滤波及电压采集电路即为滤波电路和电压采集电路的组合。模数转换模块23用于将电压信号转换为数字电平信号；工作状态确定模块24(可以通过数据处理单元等器件实现)用于根据转换得到的数字电平信号确定被测设备的供电线路的实际电流值，并根据确定的实际电流值以及工作状态确定规则确定被测设备的工作状态；通信模块25用于将确定的工作状态上报至管理设备。可选地，上述隔离电路21可以是光耦合隔离电路，或者也可以是其他具有隔离、钳位功能的电路。

具体而言，模数转换模块23用于对来自滤波及电压采集电路22的电压信号进行平均滤波，得到数字电平信号；工作状态确定模块24用于根据该数字电平信号确定电流传感器输出的感应电流值，以及用于根据该感应电流值以及预定比例关系确定被测设备的供电线路的实际电流值，其中，预定比例关系为感应电流值与被测设备的供电线路的实际电流值之间的比例关系。

在一个实施例中，当工作状态确定模块24根据数字电平信号确定感应电流值时，如果工作状态确定模块24确定该感应电流值达到上述安全电流范围的上限值时，则说明该感应电流值所对应的实际电流值高于设备正常工作时、甚至超负荷工作时供电线路上的电流值，此时，工作状态确定模块24确定发生电流过冲，并由通信模块25向管理设备3上报发生电流过冲。这样，管理设备3还可以获得电流过冲的时间以及次数，从而对统计和管理提供帮助，在过冲发生频率较高时，可以决策进行排查和维护工作。

在一个嵌入式终端连接多个被测设备的实施例中，嵌入式终端可以包括多组隔离电路、滤波及电压采集电路和模数转换模块，每一组中包括一个隔离电路、一个滤波及电压采集电路和一个模数转换模块。在每一组中，一个隔离电路与一个电流传感器连接，滤波及电压采集电路将来自本组中隔离电路的感应电流转换为电压信号，模数转换模块用于将来自本组中滤波及电压采集电路的电压信号转换为数字电平信号，并提供给工作状态确定模块。

图3a示出了嵌入式终端连接2个被测设备、且嵌入式终端内包含两组滤隔离电路、波及电压采集电路和模数转换模块的结构。如图3a所示，左侧一组包括隔离电路21A、滤波及电压采集电路22A和模数转换模块23A，隔离电路21A与电流传感器A连接，电流传感器A采集被测设备A的电流；右边一组包括隔离电路21B、滤波及电压采集电路22B和模数转换模块23B，隔离电路21B与电流传感器B连接，电流传感器B采集被测设备B的电流。此时，滤波及电压采集电路22A和滤波及电压采集电路22B中的每一个都包括各自的滤波电路和电压采集电路。

其中，隔离电路21A用于限制来自电流传感器A的电流，避免其超过安全范围；滤波及电压采集电路22A用于对来自隔离电路21A的感应电流信号进行滤波，并将滤波后的感应电流信号转换为电压信号，模数转换模块23A用于将该电压信号转换为数字电平信号，以便工作状态确定模块24确定被测设备A的工作状态。隔离电路21B用于限制来自电流传感器B的电流，避免其超过安全范围；滤波及电压采集电路22B用于对来自隔离电路21B的感应电流信号进行滤波，并将滤波后的感应电流信号转换为电压信号，模数转换模块23B用于将该电压信号转换为数字电平信号，以便工作状态确定模块24确定被测设备B的工作状态。

图3a示出了嵌入式终端测量两个被测设备的情况，此时的嵌入式终端包括两组隔离电路、多组滤波及电压采集电路和模数转换模块。实际上，嵌入式终端可以包含更多组滤波及电压采集电路和模数转换模块，从而测量更多数量的被测设备。

在其他实施例中，嵌入式终端也可以仅包括一组隔离电路、滤波及电压采集电路和模数转换模块，隔离电路与一个电流传感器连接，滤波及电压采集电路将来自本组中隔离电路的感应电流信号转换为电压信号，模数转换模块用于将来自本组中滤波及电压采集电路的电压信号转换为数字电平信号，并提供给工作状态确定模块。

图3b示出了稼动率确定系统包含多个嵌入式终端的实施例。在图3b中，为了清楚的目的，仅示出了3个嵌入式终端，即，嵌入式终端2、嵌入式终端2’以及嵌入式终端2”，实际上，系统中嵌入式终端的数量不限于图3b所示的情况，一个嵌入式终端所连接电流传感器的数量(被测设备)的数量，也不局限于图3b所示的1个或两个，其他没有示出的嵌入式终端可以连接3个、4个或更多的电流传感器，从而确定更多被测终端的工作状态。

在图3b所示的系统中，嵌入式终端2、嵌入式终端2’分别连接两个电流传感器，嵌入式终端2”连接一个电流传感器，嵌入式终端2用于确定被测设备A和被测设备B的工作状态，嵌入式终端2’用于确定被测设备C和被测设备D的工作状态，嵌入式终端2”用于确定被测设备E的工作状态。

此外，在一个实施例中，管理设备3可用于根据每个被测设备的类型配置每个被测设备所对应的工作状态确定规则，并将确定后的工作状态确定规则发送至嵌入式终端；对于每个被测设备，嵌入式终端2的工作状态确定模块24在确定该被测设备的工作状态时，参照该被测设备所对应的工作状态确定规则进行确定。例如，对于被测设备A和B，如果这两个被测设备的类型不同，则对这两个被测设备分别设置相应的工作状态确定规则，即，规则A和规则B，其中规则A用于确定被测设备A的工作状态，规则B用于确定被测设备B的工作状态，规则设置的一个具体实例可以参照表1所示。

表1

对于从被测设备A所采集的电流值，经过滤波及电压采集电路22A(包括滤波电路和电压采集电路)和模数转换模块23A处理后，工作状态确定模块24将根据被测设备A对应的规则确定被测设备A的工作状态；而对于从被测设备B所采集的电流值，经过滤波及电压采集电路22B(包括滤波电路和电压采集电路)和模数转换模块23B处理后，工作状态确定模块24将根据被测设备B对应的规则确定被测设备B的工作状态。

进一步而言，在嵌入式终端的数量和被测设备的数量均为多个的情况下，管理设备将根据每个被测设备的类型配置每个被测设备所对应的工作状态确定规则，并将配置后的工作状态确定规则发送至相应的嵌入式终端；对于每个被测设备，相应的嵌入式终端的工作状态确定模块在确定该被测设备的工作状态时，参照该被测设备所对应的工作状态确定规则进行确定。

对于图3b所示的情况，假设被测设备A与被测设备B的类型不同，被测设备A对应规则A，被测设备B对应规则B，所以管理设备3需要将规则A和规则B发送至嵌入式终端2，以便嵌入式终端2确定被测设备A和被测设备B的工作状态。假设被测设备C、被测设备D、以及被测设备E属于相同类型的设备，则管理系统3可以对被测设备C、被测设备D以及被测设备E配置相同的工作状态确定规则，假设为规则X。此时，管理系统3会将该规则X发送至被测设备C和被测设备D所对应的嵌入式终端2’，同时将该规则X发送至被测设备E所对应的嵌入式终端2”。嵌入式终端2’将根据该规则X确定被测设备C和被测设备D的工作状态，嵌入式终端2”将根据规则X确定被测设备E的工作状态。

通过针对不同类型的设备向嵌入式终端分别配置下发相应的规则用于确定设备的工作状态，从而能够让嵌入式终端针对设备的类型来确定其工作状态，有助于让管理设备客观、准确地确定每种设备的稼动率。

在本发明的一个实施例中，在管理设备3下发工作状态确定规则时，可以通过状态配置信息将每个被测设备所对应的工作状态确定规则发送至嵌入式终端。这样能够在管理设备对所有嵌入式终端的工作进行集中控制，从而降低了管理的成本以及复杂度。

不仅如此，管理设备3还可以对下发后的规则进行修改和重配。嵌入式终端的工作状态确定模块可以在管理设备3的指示下调整工作状态确定规则，或者直接接受重新配置的工作状态确定规则。例如，在图3b所示的系统中，当需要对被测设备E的规则进行修改时，管理设备可以将新的工作状态确定规则下发至嵌入式终端2”。

这样，当一个嵌入式终端被从一种类型的被测设备上取下而安装到另一种不同类型的被测设备上时，就能够针对嵌入式终端当前所安装的被测设备的类型调整工作状态确定规则，让新的工作状态确定规则与当前设备匹配，而无需安装新的终端，使系统内终端的安装与调整更加灵活。

此外，在一个实施例中，管理设备3可用于向嵌入式终端发送校验配置信息，其中，校验配置信息中包含通知嵌入式终端进行信息上报的频率信息。嵌入式终端2的通信模块25可以根据频率信息中的频率，周期性地向管理设备3发送校验信息，并在校验信息中携带被测设备的工作状态。这样，就能够让嵌入式终端2以一定周期上报确定的工作状态，同时还能与管理设备保持心跳通信，从而有助于在终端出现故障的情况下及时发现并排查。

在一个实施例中，校验配置信息中进一步可以包含上报格式信息和上报内容信息。其中，上报格式信息用于规定嵌入式终端2向管理设备3发送信息时所采用的格式，可以理解为，上报格式信息规定了管理设备3与嵌入式终端2之间的通信协议；上报内容信息用于规定嵌入式终端2向管理设备3发送的校验信息中所应包含的内容。根据上报内容信息中对于上报内容的要求，嵌入式终端向管理设备发送的校验信息中可以进一步包括：被测设备的供电线路的实际电流值、和/或嵌入式终端与电流传感器之间端口的通断信息(用于判断电流传感器是否连接)。

在管理设备下发校验配置信息之后，嵌入式终端将根据频率信息上传校验信息，系统就会定时收到校验信息，校验信息包括设备状态信息、设备工作电流信息、端口通断状态信息等多种上报信息，如果超时没有收到校验信息，则说明传感器没有连接入管理设备或出现异常。

根据实际需要，管理设备可以及时将校验配置信息发送至嵌入式终端，从而让嵌入式终端上报的信息内容满足要求，能够很容易地对嵌入式设备进行集中管理和控制。

在一个实施例中，嵌入式终端的通信模块可以被配置为在收到管理设备下发的状态配置信息和/或校验配置信息时，优先通过通信模块向管理设备发送确认信息。具体而言，对于嵌入式终端，可以将配置命令(校验配置信息、状态配置信息)的接收程序放到优先级较高的中断中，当嵌入式终端完成命令接收以后，再在主程序中解析命令及应答。通过让嵌入式设备优先回应状态配置信息和校验配置信息，能够让管理设备及时获知信息是否发送成功，以便了解嵌入式终端以及网络是否正常。

此外，在一个实施例中，管理设备3发送的校验配置信息以及状态配置信息可以具有消息校验号(校验号的长度可以是15位，也可以是其他长度)。相应地，嵌入式终端上报的校验信息或确认信息中包含与该消息校验号相匹配的校验码(可以通过加和校验的方式生成校验码)。这样，当系统中包括多个嵌入式终端时，就能够让管理设备有效区分上报信息的来源。

此外，在一个实施例中，在嵌入式终端的工作状态确定模块确定被测设备的工作状态由第一工作状态改变为第二工作状态的情况下，可以先不立刻上报变化后的第二工作状态，而是等待预定时间段(例如，该时间段的长度可以是1秒，或者也可以是其他长度)，如果该时间段内，被测设备的工作状态一直保持为第二工作状态，则嵌入式终端的通信模块将第二工作状态作为被测设备当前工作状态上报至管理设备。另一方面，在嵌入式终端的工作状态确定模块确定被测设备的工作状态由第一工作状态改变为第二工作状态的情况下，在此后的预定时间段内，如果被测设备的工作状态由第二工作状态又改变为第一工作状态并保持到预定时间段结束，则嵌入式终端的工作状态确定模块确定被测设备的工作状态仍然为第一工作状态。这样，能够有效避免因为临时抖动(干扰)而导致实际工作状态确定结果不准确的问题，有助于保证稼动率统计的准确性，还能够有效减少不必要的消息传输，节省网络资源，降低管理设备的接收负担。

在另一实施例中，嵌入式终端的通信模块可以根据校验配置信息中所包含的频率信息进行上报，同时在工作状态发生改变时进行上报(采用上述延迟上报的方式)，这样既能够保证终端与管理设备之间的心跳通信(便于在嵌入式终端故障时尽早发现)，还能够避免因为抖动导致的误报，保证稼动率统计的准确性。

此外，在一个实施例中，电流传感器包括线圈，线圈用于套接在被测设备的供电线路并生成感应电流信号。在一个实施例中，该线圈可以套接在被测设备供电线路的三相电中的一相上。

由于电流传感器的线圈只要套接在供电线路上即可生成感应电流，所以安装线圈对被测设备的改动很小，不仅安装过程安全、简单、通用性好(比功率测试设备的安装更加容易)，而且在扩展设备规模时也能够非常方便地对每个新增的设备安装电流传感器；另外，电流传感器的功能是将生成的感应电流输出给终端来确定工作状态，不仅电流采集的实时性好、准确度高，而且电流传感器的线圈能够将高电位、大电流的设备电源与终端相互隔离，与隔离电路形成对终端的双重保护，从而保证终端本身内部的低压器件能够安全地采集电流，不会受到被测设备的影响。

此外，在本发明的一个实施例中，嵌入式终端2可以进一步包括：

报警装置，用于根据实际电流值以及预设的报警规则监控被测设备是否异常，并在被测设备异常的情况下进行报警。报警规则中可以包含需要对应于设备异常状态的电流范围，报警装置可以将被测设备的实际电流值与报警规则中的电流范围进行比对，在发现被测设备的电流值超出正常范围，即，设备实际电流值落入报警规则中对应异常状态的电流范围内(例如，设备可能超负荷运行，电流值过大)，则确定被测设备出现异常，报警装置会进行报警。

在本发明的方案中，隔离电路能够将来自电流传感器的感应电流限制在安全范围内，避免嵌入式终端内的电路被烧毁。如果感应电流没有超过安全范围，则隔离电路将不会改变电流值(即，隔离电路内的钳位电路不会工作)，从而避免影响测量的精确度。例如，假设感应电流与实际电流的比例关系为1：40，被测设备正常工作时的实际电流阈值为30A，隔离电路被配置为对感应电流值的安全阈值为500mA，隔离电路会将超过500mA的电流值限制在500mA，并提供给后续模块。当隔离电路接收到的感应电流为500mA或更大时，会将500mA的感应电流经由滤波及电压采集电路和模数转换模块提供给工作状态确定模块，工作状态确定模块将根据数字信号确定被测设备供电线路的实际电流值为40A。此时，报警装置会将实际电流值40A与被测设备正常工作的电流阈值30A进行比较，并判断被测设备已经超负荷运行，同时进行报警。

在本发明的一个实施例中，嵌入式终端2可以进一步包括：

控制开关，具有与被测设备通信的控制接口，用于通过该控制接口向被测设备发出指令，控制被测设备停机或启动。一方面，控制开关可以根据被测设备是否异常，向被测设备发出指令。例如，可以在被测设备出现异常时，向被测设备发出停机指令。另一方面，控制开关也可以在管理设备的控制下，通过控制接口向被测设备发送开机指令或关机指令。例如，当管理设备需要控制被测设备启动时，可以将指示发送至嵌入式终端，之后该嵌入式终端的控制开关可以向被测设备发出启动命令。

在实际应用中，报警装置和控制开关可以集成在一起。例如，如图4所示，报警装置和控制开关可以集成设计为报警控制开关26。报警控制开关(例如，报警控制开关可以采用光电隔离驱动)26与工作状态确定模块24连接，且报警控制开关26具有与被测设备通信的控制接口。报警控制开关26可与工作状态确定模块通信，用于根据预设的报警规则进行报警。例如，由于工作状态确定模块确定了被测设备的电流值，所以报警控制开关26可以获取到被测设备的实际电流值。报警规则中可以包含需要对应于设备异常状态的电流范围，例如，可以包含最大电流阈值，在被测设备的实际电流值落入高于最大电流阈值的范围内时，报警控制开关26确定被测设备的工作状态异常并进行报警，同时，报警控制开关26还可以通过控制接口向被测设备发送开机指令或关机指令(例如，可以提供5V或24V等多种开关信号)。

借助于嵌入式终端的报警装置和控制开关，能够在异常的情况下方便操作人员检修，而且还能够及时将被测设备关闭，避免设备在异常状态下继续加工而出现不合格产品，从而保证了产品质量；此外，报警控制开关也能够直接接收管理设备的控制命令，进而控制被测设备启动与关闭，从而避免操作人员到现场进行操作，便于对被测设备进行管理和控制。

此外，图5示出了根据本发明的嵌入式终端的一个具体结构实例。参照图5所示的实例，嵌入式终端可以进一步包括：显示器(例如，可以是1.44寸TFT液晶显示屏)4，与嵌入式终端的工作状态确定模块24连接，显示器4显示的内容可以包括被测设备的工作状态、被测设备的供电线路的实际电流值、被测设备的设备名称和/或嵌入式终端的网络地址信息等，或者还可以进一步显示设备位置等其他信息。这样能够让工作人员很方便地在现场查看各种信息，降低管理的难度，让管理更加直观。此外，在图5所示的实例中，嵌入式终端连接两个被测设备，此时，显示器可以分别显示这两个被测设备的工作状态、工作电流，另外显示嵌入式终端的IP地址信息。

继续参见图5，通信模块25与管理设备3之间可以通过有线网络或无线网络进行通信，例如，嵌入式终端2可以连接TCP/IP路由器，以有线通信的方式实现数据的上传和下发；此外，嵌入式终端2也可以连接wifi路由器，以无线通信的方式实现数据的上传和下发，嵌入式终端与管理设备之间通信的消息可以经由网络服务器传输。通过无线网络实现嵌入式终端与管理设备的通信，能够让两者之间的通信不依赖于网线，因此，不论是被测设备的规模增大、还是嵌入式终端被扩展部署和应用，都能够让安装过程变得非常容易。

此外，如图5所示，管理设备3还可以连接其他嵌入式终端，每个嵌入式终端具有唯一标识和唯一IP地址，嵌入式终端的结构以及功能可以参照之前的描述，这里不再赘述。

在一个实施例中，根据本发明的嵌入式终端可以通过ARM处理器实现。在其他实施例中，根据本发明的嵌入式终端也可以通过其他具有处理、分析功能的电子器件来实现。此外，在本发明的一个实施例中，管理设备可以是服务器等具有管理、分析、统计等功能的设备，其上可以安装有工厂数字化管理软件。通过单个嵌入式终端可以同时监测2台设备，当多个嵌入式终端连接到管理设备(服务器)后，可以在工厂数字化管理软件中监测多台设备的工作状态、控制多台设备的开关。如果使用工厂内的局域网，可以获得最好的传输速度，连接更多的测量模块或其他模块进工厂数字化管理软件，如果使用广域网可以实现异地远程监控。

根据本发明的实施例，还提供了一种稼动率的确定方法。

如图6所示，根据本发明实施例的稼动率的确定方法包括：

步骤S601，终端的隔离电路将来自电流传感器的感应电流信号限制在预定的安全电流范围内；

步骤S602，终端的滤波电路对来自隔离电路的感应电流信号进行滤波，去除无效信号；

步骤S603，终端的电压采集电路将滤波后的感应电流信号转换为电压信号；

步骤S604，终端的模数转换电路将电压信号处理成转换为数字电平信号；

步骤S605，终端的工作状态确定模块根据数字电平信号确定电流传感器所连接的被测设备的供电线路的实际电流值，根据确定的实际电流值以及工作状态确定规则确定被测设备的工作状态并上报确定的工作状态，其中，工作状态确定规则包括多个工作状态与电流值范围之间的对应关系；

步骤S606，终端的通信模块将确定的工作状态上报至管理设备；

步骤S607，管理设备根据上报的工作状态确定被测设备的稼动率。

在一个实施例中，在得到数字电平信号时，模数转换模块对来自电压采集电路的电压信号进行平均滤波，得到数字电平信号。在确定实际电流值时，工作状态确定模块根据该数字电平信号确定电流传感器输出的感应电流值，以及根据该感应电流值以及预定比例关系确定被测设备的供电线路的实际电流值，其中，预定比例关系为感应电流值与被测设备的供电线路的实际电流值之间的比例关系。

在一个实施例中，上述终端可以为与被测设备设置在一起的嵌入式终端，该嵌入式终端可以包括一组或多组隔离电路、滤波电路、电压采集电路和模数转换模块，其中，每个电流传感器连接一个被测设备的供电线路，每一组中的隔离电路与一个电流传感器连接，滤波电路对来自本组中隔离电路的感应电流信号进行滤波，电压采集电路将来自本组中隔离电路的感应电流转换为电压信号，模数转换模块用于将来自本组中电压采集电路的电压信号转换为数字电平信号，并提供给工作状态确定模块。

在一个实施例中，该方法进一步包括：通信模块接收管理设备发送的状态配置信息，其中，状态配置信息用于对嵌入式终端通过电流传感器所连接的一个或多个被测设备所对应的工作状态确定规则进行配置。

在一个嵌入式终端连接一个被测设备的情况下，发送至该嵌入式终端的工作状态配置信息包含对应于该被测设备的工作状态确定规则；在嵌入式终端连接通过多个电流传感器连接多个被测设备的情况下，管理设备发送的状态配置信息中包含多个被测设备所对应的工作状态确定规则；在确定多个被测设备中每个被测设备的工作状态时，工作状态确定模块根据相应的工作状态规则进行确定。这里，通过采用“一拖多”的部署方式，能够减少嵌入式终端的数量，从而有助于在大规模生产和监控过程中控制成本。

另外，不论嵌入式终端连接测量一个被测设备还是测量多个被测设备的工作状态，管理设备均可针对不同类型的设备向嵌入式终端分别配置下发相应的规则用于确定设备的工作状态，从而能够让嵌入式终端针对设备的类型来确定其工作状态，有助于让管理设备客观、准确地确定每种设备的稼动率。通过状态配置信息，管理设备还可以对已经下发的规则进行修改和重配。这样，当一个嵌入式终端被从一种类型的被测设备上取下而安装到另一种不同类型的被测设备上时，就能够针对嵌入式终端当前所安装的被测设备的类型调整工作状态确定规则，让新的工作状态确定规则与当前设备匹配，而无需安装新的终端，使系统内终端的安装与调整更加灵活。

在一个实施例中，根据本发明的确定方法可以进一步包括：

通信模块接收管理设备发送的校验配置信息，其中，校验配置信息中包含通知嵌入式终端进行信息上报的频率信息；并且，在上报工作状态时，通信模块根据频率信息中的频率，周期性地向管理设备发送校验信息，并在校验信息中携带被测设备的工作状态。

这样，就能够让嵌入式终端以一定周期上报确定的工作状态，同时还能与管理设备保持心跳通信，从而有助于在终端出现故障的情况下及时发现并排查。

此外，在一个实施例中，上述校验配置信息中进一步包含上报格式信息和上报内容信息，其中上报格式信息用于规定通信模块向管理设备发送信息时所采用的格式；上报内容信息用于规定通信模块向管理设备发送的校验信息中所应包含的内容。根据上报内容信息，通信模块向管理设备发送的校验信息中进一步包括：被测设备的供电线路的实际电流值、和/或嵌入式终端与电流传感器之间端口的通断信息。

因此，在管理设备下发校验配置信息之后，嵌入式终端将根据频率信息上传校验信息，系统就会定时收到校验信息，校验信息包括设备状态信息、设备工作电流信息、端口通断状态信息等多种上报信息，如果超时没有收到校验信息，则说明传感器没有连接入管理设备或出现异常。根据实际需要，管理设备可以及时将校验配置信息发送至嵌入式终端，从而让嵌入式终端上报的信息内容满足要求，能够很容易地对嵌入式设备进行集中管理和控制。

可选地，在嵌入式终端收到管理设备下发的状态配置信息或校验配置信息时，优先向管理设备发送确认信息。通过让嵌入式设备优先回应状态配置信息和校验配置信息，能够让管理设备及时获知信息是否发送成功，以便了解嵌入式终端以及网络是否正常。

在一个实施例中，管理设备发送的校验配置信息和状态配置信息可以具有消息校验号。嵌入式终端上报的校验信息或确认信息中包含与该消息校验号相匹配的校验码(可以对校验号进行加和校验生成校验码)。这样，当系统中包括多个嵌入式终端时，就能够让管理设备有效区分上报信息的来源。

此外，在一个实施例中，在嵌入式终端的工作状态确定模块确定被测设备的工作状态由第一工作状态改变为第二工作状态的情况下，如果被测设备的工作状态保持在第二工作状态的时间达到预定时间段，则工作状态确定模块将第二工作状态作为被测设备当前工作状态上报至管理设备；如果在预定时间段内，被测设备的工作状态由第二工作状态改变为第一工作状态并保持到预定时间段结束，则工作状态确定模块确定被测设备的工作状态仍然为第一工作状态。这样，能够有效避免因为临时抖动(干扰)而导致实际工作状态确定结果不准确的问题，有助于保证稼动率统计的准确性，还能够有效减少不必要的消息传输，节省网络资源，降低管理设备的接收负担。

在另一实施例中，嵌入式终端可以根据校验配置信息中所包含的频率信息进行上报，同时在工作状态发生改变时进行上报(采用上述延迟上报的方式)，这样既能够保证终端与管理设备之间的心跳通信(便于在嵌入式终端故障时尽早发现)，还能够避免因为抖动导致的误报，保证稼动率统计的准确性。

此外，上述电流传感器包括线圈，线圈用于套接在被测设备的供电线路并生成感应电流信号。由于电流传感器的线圈只要套接在供电线路上即可生成感应电流，所以安装线圈对被测设备的改动很小，不仅安装过程安全、简单、通用性好(比功率测试设备的安装更加容易)，而且在扩展设备规模时也能够非常方便地对每个新增的设备安装电流传感器；另外，电流传感器的功能是将生成的感应电流输出给终端来确定工作状态，不仅电流采集的实时性好、准确度高，而且电流传感器的线圈能够将高电位、大电流的设备电源与终端相互隔离，与隔离电路形成对终端的双重保护，从而保证终端本身内部的低压器件能够安全地采集电流，不会受到被测设备的影响。

此外，在一个实施例中，根据本发明的确定方法可以进一步包括：

嵌入式终端的报警装置根据实际电流值以及预设的报警规则监控被测设备是否异常，并在被测设备异常的情况下进行报警；以及

嵌入式终端的控制开关根据被测设备是否异常或管理设备的指示向被测设备发送开机指令或关机指令，其中，控制开关通过控制接口与被测设备通信。

借助于嵌入式终端的报警控制开关，能够在异常的情况下方便操作人员检修，而且还能够及时将被测设备关闭，避免设备在异常状态下继续加工而出现不合格产品，从而保证了产品质量；此外，报警控制开关也能够直接接收管理设备的控制命令，进而控制被测设备启动与关闭，从而避免操作人员到现场进行操作，便于对被测设备进行管理和控制。

此外，在一个实施例中，根据本发明的确定方法可以进一步包括：

嵌入式终端通过显示器显示以下信息：被测设备的工作状态、被测设备的供电线路的实际电流值、和/或嵌入式终端的网络地址信息。这样，能够让工作人员很方便地在现场查看各种信息，降低管理的难度，让管理更加直观。

在一个实施例中，当工作状态确定模块可以根据数字电平信号确定感应电流值时，如果工作状态确定模块确定该感应电流值达到上述安全电流范围的上限值时，则说明该感应电流值所对应的实际电流值高于设备正常工作时、甚至超负荷工作时供电线路上的电流值，此时，工作状态确定模块确定发生电流过冲，并由通信模块向管理设备上报发生电流过冲。

本发明通过将实际检测到的感应电流值与隔离电路的安全限流范围的感应电流值进行比对，并前者达到后者上限值时确定发生过冲并上报，能够让管理设备了解发生过冲的时间和次数，从而对管理和控制提供有效支持和参考。

在一个施例中，嵌入式终端还可以自动检测传感器是否连接在嵌入式终端上，如果没有连接上，液晶屏上显示该路断开，同时上传服务器提醒。

在一个实施例中，上述嵌入式终端通过ARM处理器实现。

可选地，嵌入式终端与管理设备之间通过有线网络或无线网络进行通信。

本发明的嵌入式终端能够通过有线或无线网络与管理设备进行通信，从而有助于让嵌入式终端接受管理设备的控制(例如，接收管理设备发出的各种配置指令，完成设备工作状态信息的维护，位置信息的维护)，还能够让嵌入式终端根据配置信息的要求，上传被测设备工作状态信息、电流信息和传感器工作状态信息等；其中，在通过无线网络实现嵌入式终端与管理设备的通信时，能够让两者之间的通信不依赖于网线，因此，不论是被测设备的规模增大、还是嵌入式终端被扩展部署和应用，都能够让安装过程变得非常容易。

图7是根据本发明的稼动率的确定方法的一个具体实施方式的流程图。

如图7所示，具体包括以下步骤：

当初始化程序完成后，获取各个嵌入式终端的IP地址并进行显示；

之后，AD转换按照固定频率开启，实现采集和中断；

在N次采集后，可以根据结果判断是否有互感器连接，在有互感器连接的情况下可以采用平均滤波的计算方法进行AD转换，基于AD转换后的数值可以计算出互感器输出电流大小，再根据互感器感应电流与实际电流的比例得到实际电流值；之后，根据服务器下发的状态配置信息，得到设备所处工作状态，当工作状态改变后，可以延迟一定的时间(为了防抖)再上传状态改变信息。

如果当前接收到新的配置命令(例如，接收到了新的校验配置信息，相比于原配置校验信息，频率信息发生的变更；或者，接收到了新的状态配置信息，更改了工作状态确定规则)，则对新的配置命令进行解析、存储、应答，之后更新屏幕显示，并上报校验信息(被测设备的工作状态)；

如果没有接收到新的配置命令，则继续按照原来的方式确定工作状态并进行上报。

综上所述，借助于本发明的技术方案，能够有助于让智能工厂通过工厂的设备物联网化实现工厂数字化管理，远程获得设备的工作状态以及远程控制设备的开关，提高生产效率。

本发明的技术方案不仅适用于中小规模的制造企业，同时还适用于拥有数千台制造设备的大型制造企业，本发明的方案能够很好地采集和确定每种设备的实时工作状态、使用率，寿命等信息，以供管理层决策每种设备是否符合工厂的使用要求，是否超载运行，设备是否有质量问题，是否要采购更多设备以满足工厂的需要，从而给工厂管理带来帮助。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (19)

1.一种终端，其特征在于，包括：

隔离电路，用于将来自电流传感器的感应电流信号限制在预定的安全电流范围内；

滤波电路，用于对来自所述隔离电路的感应电流信号进行滤波，去除无效信号；

电压采集电路，用于将滤波后的所述感应电流信号转换为电压信号；

模数转换电路，用于将所述电压信号处理成转换为数字电平信号；

工作状态确定模块，用于根据所述数字电平信号确定所述电流传感器所连接的被测设备的供电线路的实际电流值，根据确定的实际电流值以及工作状态确定规则确定所述被测设备的工作状态并上报确定的所述工作状态，其中，所述工作状态确定规则包括多个工作状态与电流值范围之间的对应关系；

所述工作状态确定模块用于根据该数字电平信号确定所述电流传感器输出的感应电流值，以及用于根据该感应电流值和预定比例关系确定所述被测设备的供电线路的实际电流值，其中，所述预定比例关系为感应电流值与所述被测设备的供电线路的实际电流值之间的比例关系；

通信模块，用于将确定的所述工作状态上报至管理设备；

所述通信模块还用于接收所述管理设备发送的状态配置信息，其中，所述状态配置信息用于对所述终端通过电流传感器所连接的一个或多个被测设备所对应的工作状态确定规则进行配置；

并且，在所述终端连接通过多个电流传感器连接多个被测设备的情况下，所述管理设备发送的所述状态配置信息中包含所述多个被测设备所对应的工作状态确定规则；在确定所述多个被测设备中每个被测设备的工作状态时，所述工作状态确定模块根据相应的工作状态规则进行确定；

所述通信模块还用于接收所述管理设备发送的校验配置信息，其中，所述校验配置信息中包含通知所述终端进行信息上报的频率信息；并且，所述通信模块根据所述频率信息中的频率，周期性地向所述管理设备发送校验信息，并在所述校验信息中携带所述被测设备的工作状态；

所述校验配置信息中进一步包含上报格式信息和上报内容信息，其中，所述上报格式信息用于规定所述通信模块向所述管理设备发送信息时所采用的格式；所述上报内容信息用于规定所述通信模块向所述管理设备发送的校验信息中所应包含的内容；

根据所述上报内容信息，所述通信模块向所述管理设备发送的校验信息中进一步包括：所述被测设备的供电线路的实际电流值、和/或所述终端与所述电流传感器之间端口的通断信息。

2.根据权利要求1所述的终端，其特征在于，所述模数转换模块用于对来自所述电压采集电路的所述电压信号进行平均滤波，得到数字电平信号。

3.根据权利要求1所述的终端，其特征在于，所述终端包括一组或多组隔离电路、滤波电路、电压采集电路和模数转换模块，其中，每个电流传感器连接一个被测设备的供电线路，每一组中的隔离电路与一个电流传感器连接，滤波电路将来自本组中隔离电路的感应电流转换为电压信号，电压采集电路将来自本组中滤波电路的感应电流信号转换为电压信号，模数转换模块用于将来自本组中电压采集电路的电压信号转换为数字电平信号，并提供给所述工作状态确定模块。

4.根据权利要求1所述的终端，其特征在于，所述终端被配置为在收到所述管理设备下发的状态配置信息或校验配置信息时，优先通过通信模块向所述管理设备发送确认信息。

5.根据权利要求4所述的终端，其特征在于，所述校验配置信息、或所述状态配置信息具有消息校验号；

所述通信模块上报的所述校验信息或所述确认信息中包含与该消息校验号相匹配的校验码。

6.根据权利要求1所述的终端，其特征在于，在所述工作状态确定模块确定所述被测设备的工作状态由第一工作状态改变为第二工作状态且保持预定时间段的情况下，所述工作状态确定模块将所述第二工作状态确定为所述被测设备当前工作状态。

7.根据权利要求1所述的终端，其特征在于，所述电流传感器包括线圈，所述线圈用于套接在所述被测设备的供电线路并生成感应电流信号。

8.根据权利要求1所述的终端，其特征在于，进一步包括：

报警装置，用于根据所述实际电流值以及预设的报警规则监控所述被测设备是否异常，并在所述被测设备异常的情况下进行报警；

控制开关，具有与被测设备通信的控制接口，根据所述被测设备是否异常或所述管理设备的指示，通过所述控制接口向被测设备发送开机指令或关机指令。

9.根据权利要求1所述的终端，其特征在于，进一步包括：

显示器，用于显示以下信息：

所述被测设备的工作状态、所述被测设备的供电线路的实际电流值、和/或所述终端的网络地址信息。

10.根据权利要求1所述的终端，其特征在于，当所述工作状态确定模块确定的感应电流值达到所述安全电流范围的上限值时，所述工作状态确定模块确定发生电流过冲，并由所述通信模块向所述管理设备上报发生电流过冲。

11.根据权利要求1所述的终端，其特征在于，所述隔离电路为以下之一：

光耦合隔离电路、磁耦合隔离电路、晶体管隔离电路、运算放大器隔离电路。

12.一种稼动率的确定方法，其特征在于，包括：

终端的隔离电路将来自电流传感器的感应电流信号限制在预定的安全电流范围内；

终端的滤波电路对来自所述隔离电路的感应电流信号进行滤波，去除无效信号；

终端的电压采集电路将滤波后的所述感应电流信号转换为电压信号；

终端的模数转换电路将所述电压信号处理成转换为数字电平信号；

终端的工作状态确定模块根据所述数字电平信号确定所述电流传感器所连接的被测设备的供电线路的实际电流值，根据确定的实际电流值以及工作状态确定规则确定所述被测设备的工作状态并上报确定的所述工作状态，其中，所述工作状态确定规则包括多个工作状态与电流值范围之间的对应关系；

在确定实际电流值时，所述工作状态确定模块根据该数字电平信号确定所述电流传感器输出的感应电流值，以及根据该感应电流值以及预定比例关系确定所述被测设备的供电线路的实际电流值，其中，所述预定比例关系为感应电流值与所述被测设备的供电线路的实际电流值之间的比例关系；终端的通信模块将确定的所述工作状态上报至管理设备；

所述管理设备接收所述终端上报的所述工作状态，并根据上报的所述工作状态确定所述被测设备的稼动率；

所述通信模块还接收所述管理设备发送的状态配置信息，其中，所述状态配置信息用于对所述终端通过电流传感器所连接的一个或多个被测设备所对应的工作状态确定规则进行配置；

并且，在所述终端连接通过多个电流传感器连接多个被测设备的情况下，所述管理设备发送的所述状态配置信息中包含所述多个被测设备所对应的工作状态确定规则；在确定所述多个被测设备中每个被测设备的工作状态时，所述工作状态确定模块根据相应的工作状态规则进行确定；

所述通信模块接收所述管理设备发送的校验配置信息，其中，所述校验配置信息中包含通知所述终端进行信息上报的频率信息；

并且，在上报所述工作状态时，所述通信模块根据所述频率信息中的频率，周期性地向所述管理设备发送校验信息，并在所述校验信息中携带所述被测设备的工作状态；

其中，所述校验配置信息中进一步包含上报格式信息和上报内容信息，其中所述上报格式信息用于规定所述通信模块向所述管理设备发送信息时所采用的格式；所述上报内容信息用于规定所述通信模块向所述管理设备发送的校验信息中所应包含的内容；

根据所述上报内容信息，所述通信模块向所述管理设备发送的校验信息中进一步包括：所述被测设备的供电线路的实际电流值、和/或所述终端与所述电流传感器之间端口的通断信息。

13.根据权利要求12所述的确定方法，其特征在于，在得到数字电平信号时，所述模数转换模块对来自所述电压采集电路的所述电压信号进行平均滤波，得到数字电平信号。

14.根据权利要求12所述的确定方法，其特征在于，所述终端包括一组或多组隔离电路、滤波电路、电压采集电路和模数转换模块，其中，每个电流传感器连接一个被测设备的供电线路，每一组中的隔离电路与一个电流传感器连接，滤波电路对来自本组中隔离电路的感应电流信号进行滤波，电压采集电路将来自本组中滤波电路的感应电流转换为电压信号，模数转换模块用于将来自本组中电压采集电路的电压信号转换为数字电平信号，并提供给所述工作状态确定模块。

15.根据权利要求12所述的确定方法，其特征在于，在收到所述管理设备下发的状态配置信息或校验配置信息的情况下，所述通信模块优先向所述管理设备发送确认信息；

并且，所述校验配置信息、或所述状态配置信息具有消息校验号；所述通信模块上报的所述校验信息或所述确认信息中包含与该消息校验号相匹配的校验码。

16.根据权利要求12所述的确定方法，其特征在于，在所述工作状态确定模块确定所述被测设备的工作状态由第一工作状态改变为第二工作状态且保持预定时间段的情况下，所述工作状态确定模块将所述第二工作状态确定为所述被测设备当前工作状态。

17.根据权利要求12所述的确定方法，其特征在于，

所述电流传感器包括线圈，所述线圈用于套接在所述被测设备的供电线路并生成感应电流信号；

所述隔离电路为以下之一：

光耦合隔离电路、磁耦合隔离电路、晶体管隔离电路、运算放大器隔离电路。

18.根据权利要求12所述的确定方法，其特征在于，进一步包括：

由所述终端的报警装置根据所述实际电流值以及预设的报警规则监控所述被测设备是否异常，并在所述被测设备异常的情况下进行报警；

根据所述被测设备是否异常或来自所述管理设备的指示，由控制开关向被测设备发送开机指令或关机指令，其中，所述控制开关具有与被测设备通信的控制接口。

19.根据权利要求12所述的确定方法，其特征在于，进一步包括：

通过显示器显示以下信息：所述被测设备的工作状态、所述被测设备的供电线路的实际电流值、和/或所述终端的网络地址信息；

并且，当所述工作状态确定模块确定的感应电流值达到所述安全电流范围的上限值时，所述工作状态确定模块确定发生电流过冲，并由所述通信模块向所述管理设备上报发生电流过冲。

Images