本發(fā)明涉及一種稼動率確定系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

在制造領(lǐng)域中，機加工設(shè)備是企業(yè)生產(chǎn)的主要載體。在實際生產(chǎn)過程中，機加工設(shè)備并不是無時無刻在工作，在作業(yè)計劃停線以外的時間，設(shè)備總是因為故障、切換作業(yè)等原因?qū)е庐a(chǎn)生非計劃性的停線時間。

為了描述設(shè)備的實際工作狀況與理想狀況的關(guān)系，提出了稼動率的概念，即，稼動率是指設(shè)備在所能提供的時間內(nèi)為了創(chuàng)造價值而占用的時間所占的比重。

通過統(tǒng)計設(shè)備的稼動率，能夠了解設(shè)備的實際工作狀況，并且能夠為大規(guī)模生產(chǎn)管理提供客觀的參照。

在傳統(tǒng)技術(shù)中，較早采用的統(tǒng)計設(shè)備稼動率的方法是人工統(tǒng)計。這種方法嚴(yán)重依賴于人工操作，成本很高，并且很難實現(xiàn)對設(shè)備機加工時間參數(shù)(尤其是有效加工時間)的統(tǒng)計，不僅精確度低，而且滯后性大，由此就會導(dǎo)致設(shè)備稼動率的統(tǒng)計結(jié)果存在很大誤差，難以為實際生產(chǎn)管理提供參照。

對于人工統(tǒng)計存在的缺陷，已經(jīng)有人提出了借助嵌入式終端進行統(tǒng)計的方案。申請公開號為CN104657169A、名稱為“稼動率計算方法及其系統(tǒng)和嵌入式裝置”的專利申請，其具體方案為：通過嵌入式終端來采集程控機臺的邏輯控制器的多個I/O端口的運作信號，之后由計算系統(tǒng)來根據(jù)這些端口的信號波形來確定設(shè)備的工作狀態(tài)，最后確定設(shè)備的稼動率。該專利申請所公開的方案能夠避免采用人工統(tǒng)計的方式來確定設(shè)備的工作狀態(tài)。但是，在大規(guī)模生產(chǎn)的情況下，程控機臺的數(shù)量很多，因此，這些程控機臺的邏輯控制器所輸出信號的信息量非常大。此時，計算系統(tǒng)需要處理大量的數(shù)據(jù)才能夠確定每個程控機臺的工作狀態(tài)，并且還要對每個程控機臺的工作狀態(tài)分別進行統(tǒng)計來得到稼動率。因此，在該專利申請所公開的方案中，計算系統(tǒng)的處理負擔(dān)非常大，不僅會導(dǎo)致稼動率統(tǒng)計的效率和實時性降低，另一方面也對計算系統(tǒng)的硬件配置以及軟件算法的穩(wěn)定性和可行性提出了更高的要求。

另外，在公開號為CN104808587A、名稱為“一種基于機加工設(shè)備運行狀態(tài)的稼動率統(tǒng)計方法”的專利申請中，公開了一種統(tǒng)計設(shè)備稼動率的方法，該專利申請所公開的方案具體是：首先采集設(shè)備的功率，之后根據(jù)預(yù)先設(shè)計的功率模型來判斷設(shè)備的工作狀態(tài)，最后根據(jù)工作狀態(tài)的統(tǒng)計來確定設(shè)備的稼動率。在該專利申請所公開的方案中，對于如何準(zhǔn)確判斷設(shè)備的工作狀態(tài)提出了改進，但對于如何減小后臺系統(tǒng)的負擔(dān)、降低后臺系統(tǒng)(管理設(shè)備)的硬件和軟件需求，同樣沒有給出有效的解決方案。

綜上所述，針對相關(guān)技術(shù)中稼動率計算系統(tǒng)(管理設(shè)備)的工作負擔(dān)大以及對系統(tǒng)硬件和軟件需求高的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對相關(guān)技術(shù)中的問題，本發(fā)明提出一種稼動率確定系統(tǒng)和方法，能夠有效解決管理設(shè)備負擔(dān)大、以及對硬件和軟件需求高的問題，提高稼動率統(tǒng)計的實時性。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種稼動率確定系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明的稼動率確定系統(tǒng)包括：

電流傳感器，用于根據(jù)被測設(shè)備的供電線路的電流生成感應(yīng)電流信號；

嵌入式終端，用于將來自電流傳感器的感應(yīng)電流信號處理成數(shù)字電平信號，根據(jù)數(shù)字電平信號確定被測設(shè)備的供電線路的實際電流值，根據(jù)確定的實際電流值以及工作狀態(tài)確定規(guī)則確定被測設(shè)備的工作狀態(tài)并上報確定的工作狀態(tài)，其中，工作狀態(tài)確定規(guī)則包括多個工作狀態(tài)與電流值范圍之間的對應(yīng)關(guān)系；

管理設(shè)備，用于接收嵌入式終端上報的工作狀態(tài)，并根據(jù)上報的工作狀態(tài)確定被測設(shè)備的稼動率。

根據(jù)一個實施例，上述嵌入式終端包括濾波及電壓采集電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊和工作狀態(tài)確定模塊，其中，在將來自電流傳感器的感應(yīng)電流信號處理成數(shù)字電平信號時，濾波及電壓采集電路用于對來自電流傳感器的感應(yīng)電流信號進行濾波，并將濾波后的感應(yīng)電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號；模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊用于將電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字電平信號；工作狀態(tài)確定模塊用于根據(jù)轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字電平信號確定被測設(shè)備的供電線路的實際電流值，并根據(jù)確定的實際電流值以及工作狀態(tài)確定規(guī)則確定被測設(shè)備的工作狀態(tài)。

其中，電流傳感器的數(shù)量為多個，每個電流傳感器用于生成對應(yīng)一個被測設(shè)備的感應(yīng)電流信號；嵌入式終端的數(shù)量為多個，每個嵌入式終端包括一組濾波及電壓采集電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，其中，濾波及電壓采集電路與一個電流傳感器連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊用于將來自本組中濾波及電壓采集電路的電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字電平信號，并提供給工作狀態(tài)確定模塊；或者，每個嵌入式終端包括多組濾波及電壓采集電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，每一組中的濾波及電壓采集電路與一個電流傳感器連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊用于將來自本組中濾波及電壓采集電路的電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字電平信號，并提供給工作狀態(tài)確定模塊。

進一步地，管理設(shè)備進一步用于根據(jù)每個被測設(shè)備的類型配置每個被測設(shè)備所對應(yīng)的工作狀態(tài)確定規(guī)則，并將配置后的工作狀態(tài)確定規(guī)則發(fā)送至相應(yīng)的嵌入式終端；

對于每個被測設(shè)備，相應(yīng)的嵌入式終端的工作狀態(tài)確定模塊在確定該被測設(shè)備的工作狀態(tài)時，參照該被測設(shè)備所對應(yīng)的工作狀態(tài)確定規(guī)則進行確定。

在一實施例中，管理設(shè)備通過狀態(tài)配置信息將每個被測設(shè)備所對應(yīng)的工作狀態(tài)確定規(guī)則發(fā)送至嵌入式終端。

此外，上述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊用于對來自濾波及電壓采集電路的電壓信號進行平均濾波，得到數(shù)字電平信號；工作狀態(tài)確定模塊用于根據(jù)該數(shù)字電平信號確定電流傳感器輸出的感應(yīng)電流值，以及用于根據(jù)該感應(yīng)電流值以及預(yù)定比例關(guān)系確定被測設(shè)備的供電線路的實際電流值，其中，預(yù)定比例關(guān)系為感應(yīng)電流值與被測設(shè)備的供電線路的實際電流值之間的比例關(guān)系。

此外，管理設(shè)備用于向嵌入式終端發(fā)送校驗配置信息，其中，校驗配置信息中包含通知嵌入式終端進行信息上報的頻率信息；嵌入式終端用于根據(jù)頻率信息中的頻率，周期性地向管理設(shè)備發(fā)送校驗信息，并在校驗信息中攜帶被測設(shè)備的工作狀態(tài)。

其中，校驗配置信息中進一步包含上報格式信息和上報內(nèi)容信息，其中上報格式信息用于規(guī)定嵌入式終端向管理設(shè)備發(fā)送信息時所采用的格式；上報內(nèi)容信息用于規(guī)定嵌入式終端向管理設(shè)備發(fā)送的校驗信息中所應(yīng)包含的內(nèi)容；

根據(jù)上報內(nèi)容信息，嵌入式終端向管理設(shè)備發(fā)送的校驗信息中進一步包括：被測設(shè)備的供電線路的實際電流值、和/或嵌入式終端與電流傳感器之間端口的通斷信息。

可選地，嵌入式終端被配置為在收到管理設(shè)備下發(fā)的狀態(tài)配置信息或校驗配置信息時，優(yōu)先向管理設(shè)備發(fā)送確認信息。

進一步地，上述校驗配置信息、或狀態(tài)配置信息具有消息校驗號；嵌入式終端上報的校驗信息或確認信息中包含與該消息校驗號相匹配的校驗碼。

此外，在嵌入式終端確定被測設(shè)備的工作狀態(tài)由第一工作狀態(tài)改變?yōu)榈诙ぷ鳡顟B(tài)且保持預(yù)定時間段的情況下，嵌入式終端將第二工作狀態(tài)作為被測設(shè)備當(dāng)前工作狀態(tài)上報至管理設(shè)備。

此外，電流傳感器包括線圈，線圈用于套接在被測設(shè)備的供電線路并生成感應(yīng)電流信號。

此外，嵌入式終端可以進一步包括：

報警裝置，用于根據(jù)實際電流值以及預(yù)設(shè)的報警規(guī)則監(jiān)控被測設(shè)備是否異常，并在被測設(shè)備異常的情況下進行報警；

控制開關(guān)，具有與被測設(shè)備通信的控制接口，根據(jù)被測設(shè)備是否異?；蚬芾碓O(shè)備的指示通過控制接口向被測設(shè)備發(fā)送開機指令或關(guān)機指令。

根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)可以進一步包括：顯示器，與嵌入式終端連接，用于顯示以下信息：被測設(shè)備的工作狀態(tài)、被測設(shè)備的供電線路的實際電流值、和/或嵌入式終端的網(wǎng)絡(luò)地址信息。

可選地，上述嵌入式終端可通過ARM處理器實現(xiàn)；嵌入式終端與管理設(shè)備之間可通過有線網(wǎng)絡(luò)或無線網(wǎng)絡(luò)進行通信。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種稼動率確定方法。

根據(jù)本發(fā)明的稼動率確定方法包括：

電流傳感器根據(jù)被測設(shè)備的供電線路的電流生成感應(yīng)電流信號；

嵌入式終端將來自電流傳感器的感應(yīng)電流信號處理成數(shù)字電平信號，根據(jù)數(shù)字電平信號確定被測設(shè)備的供電線路的實際電流值，根據(jù)確定的實際電流值以及工作狀態(tài)確定規(guī)則確定被測設(shè)備的工作狀態(tài)并上報確定的工作狀態(tài)，其中，工作狀態(tài)確定規(guī)則包括多個工作狀態(tài)與電流值范圍之間的對應(yīng)關(guān)系；

管理設(shè)備接收嵌入式終端上報的工作狀態(tài)，并根據(jù)上報的工作狀態(tài)確定被測設(shè)備的稼動率。

在一實施例中，上述嵌入式終端包括濾波及電壓采集電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊和工作狀態(tài)確定模塊，其中，在將來自電流傳感器的感應(yīng)電流信號處理成數(shù)字電平信號時，濾波及電壓采集電路對來自電流傳感器的感應(yīng)電流信號進行濾波，并將濾波后的感應(yīng)電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號；模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字電平信號；工作狀態(tài)確定模塊根據(jù)轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字電平信號確定被測設(shè)備的供電線路的實際電流值，并根據(jù)確定的實際電流值以及工作狀態(tài)確定規(guī)則確定被測設(shè)備的工作狀態(tài)；其中，在確定被測設(shè)備的供電線路的實際電流值時，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊對電壓信號進行平均濾波，得到數(shù)字電平信號；工作狀態(tài)確定模塊根據(jù)該數(shù)字電平信號確定電流傳感器輸出的感應(yīng)電流值；工作狀態(tài)確定模塊根據(jù)該感應(yīng)電流值以及預(yù)定比例關(guān)系確定被測設(shè)備的供電線路的實際電流值，其中，預(yù)定比例關(guān)系為感應(yīng)電流值與被測設(shè)備的供電線路的實際電流值之間的比例關(guān)系；在嵌入式終端確定被測設(shè)備的工作狀態(tài)由第一工作狀態(tài)改變?yōu)榈诙ぷ鳡顟B(tài)且保持預(yù)定時間段的情況下，嵌入式終端將第二工作狀態(tài)作為被測設(shè)備當(dāng)前工作狀態(tài)上報至管理設(shè)備。

進一步地，上述電流傳感器的數(shù)量為多個，每個電流傳感器生成對應(yīng)一個被測設(shè)備的感應(yīng)電流信號；

其中，嵌入式終端的數(shù)量為多個，每個嵌入式終端包括一組濾波及電壓采集電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，其中，濾波及電壓采集電路與一個電流傳感器連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將來自本組中濾波及電壓采集電路的電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字電平信號，并提供給工作狀態(tài)確定模塊；或者，每個嵌入式終端包括多組濾波及電壓采集電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，每一組中的濾波及電壓采集電路與一個電流傳感器連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將來自本組中濾波及電壓采集電路的電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字電平信號，并提供給工作狀態(tài)確定模塊，

并且，根據(jù)本發(fā)明的稼動率確定方法進一步包括：管理設(shè)備根據(jù)每個被測設(shè)備的類型配置每個被測設(shè)備所對應(yīng)的工作狀態(tài)確定規(guī)則，并將配置后的工作狀態(tài)確定規(guī)則發(fā)送至相應(yīng)的嵌入式終端；對于每個被測設(shè)備，相應(yīng)的嵌入式終端的工作狀態(tài)確定模塊在確定該被測設(shè)備的工作狀態(tài)時，參照該被測設(shè)備所對應(yīng)的工作狀態(tài)確定規(guī)則進行確定；其中，管理設(shè)備通過狀態(tài)配置信息將每個被測設(shè)備所對應(yīng)的工作狀態(tài)確定規(guī)則發(fā)送至嵌入式終端。

此外，根據(jù)本發(fā)明的確定方法進一步包括：管理設(shè)備向嵌入式終端發(fā)送校驗配置信息，其中，校驗配置信息中包含通知嵌入式終端進行信息上報的頻率信息；并且，在上報被測設(shè)備的工作狀態(tài)時，嵌入式終端根據(jù)頻率信息中的頻率，周期性地向管理設(shè)備發(fā)送校驗信息，并在校驗信息中攜帶被測設(shè)備的工作狀態(tài)；其中，校驗配置信息中進一步包含上報格式信息和上報內(nèi)容信息，其中上報格式信息用于規(guī)定嵌入式終端向管理設(shè)備發(fā)送信息時所采用的格式；上報內(nèi)容信息用于規(guī)定嵌入式終端向管理設(shè)備發(fā)送的校驗信息中所應(yīng)包含的內(nèi)容；

根據(jù)上報內(nèi)容信息，嵌入式終端向管理設(shè)備發(fā)送的校驗信息中進一步包括：被測設(shè)備的供電線路的實際電流值、和/或嵌入式終端與電流傳感器之間端口的通斷信息。

可選地，在嵌入式終端收到管理設(shè)備下發(fā)的狀態(tài)配置信息或校驗配置信息時，優(yōu)先向管理設(shè)備發(fā)送確認信息；其中，校驗配置信息、或狀態(tài)配置信息具有消息校驗號；嵌入式終端上報的校驗信息或確認信息中包含與該消息校驗號相匹配的校驗碼。

此外，上述電流傳感器包括線圈，線圈用于套接在被測設(shè)備的供電線路并生成感應(yīng)電流信號；上述嵌入式終端可通過ARM處理器實現(xiàn)；嵌入式終端與管理設(shè)備之間可通過有線網(wǎng)絡(luò)或無線網(wǎng)絡(luò)進行通信。

根據(jù)本發(fā)明的確定方法可以進一步包括：

嵌入式終端的報警裝置根據(jù)實際電流值以及預(yù)設(shè)的報警規(guī)則監(jiān)控被測設(shè)備是否異常，并在被測設(shè)備異常的情況下進行報警；以及

嵌入式終端的控制開關(guān)根據(jù)被測設(shè)備是否異?；蚬芾碓O(shè)備的指示向被測設(shè)備發(fā)送開機指令或關(guān)機指令，其中，控制開關(guān)通過控制接口與被測設(shè)備通信。

根據(jù)本發(fā)明的稼動率確定方法可以進一步包括：與嵌入式終端連接的顯示器顯示以下信息：被測設(shè)備的工作狀態(tài)、被測設(shè)備的供電線路的實際電流值、和/或嵌入式終端的網(wǎng)絡(luò)地址信息。

本發(fā)明的技術(shù)方案能夠?qū)崿F(xiàn)以下有益效果：

(1)本發(fā)明提出由分布式部署的嵌入式終端確定并上報被測設(shè)備的工作狀態(tài)，而并非是上報采集到的運行參數(shù)，能夠?qū)⒋_定被測設(shè)備工作狀態(tài)的工作分攤到每個嵌入式終端，這樣使得管理設(shè)備(例如，可以是MES系統(tǒng))的負擔(dān)大大減輕，在被監(jiān)控設(shè)備以及嵌入式終端的數(shù)量規(guī)模不斷擴大的情況下，由于終端負責(zé)確定加工設(shè)備的工作狀態(tài)，所以管理設(shè)備的處理負擔(dān)并不會因為生產(chǎn)規(guī)模的擴大而明顯增加，保證了稼動率統(tǒng)計的實時性；同時，由于管理設(shè)備無需處理采集的電流值，所以其處理負擔(dān)減少，從而降低了管理設(shè)備的硬件和軟件要求以及系統(tǒng)復(fù)雜度，不僅提高了穩(wěn)定性，而且節(jié)省了成本；

(2)本發(fā)明通過將電流值與預(yù)設(shè)規(guī)則中的電流值區(qū)間進行比較來確定被測設(shè)備的當(dāng)前工作狀態(tài)，處理過程復(fù)雜度較低，能夠在保證嵌入式終端確定得到被測設(shè)備工作狀態(tài)的同時，不會明顯增加終端的復(fù)雜度，從而能夠在大規(guī)模生產(chǎn)監(jiān)控的場景中有效控制成本；

(3)本發(fā)明基于被測設(shè)備的電流參數(shù)來確定工作狀態(tài)，能夠適用于所有帶有電源的設(shè)備，而并非僅限于具有邏輯輸出接口的程控機臺，且通過采集電源的電流能夠避免傳感器與設(shè)備進行交互，降低了復(fù)雜度；不僅如此，相比于采集程控機臺的邏輯控制器輸出的多組信號，本發(fā)明采集電流參數(shù)的方案只需要對設(shè)備的電源部分進行很小的改動，而無需將終端焊接在邏輯控制器的管腳，因此這種改動的實現(xiàn)難度較低，可擴展性強，有助于大范圍部署；

(4)本發(fā)明提出采集被測設(shè)備電流參數(shù)來確定設(shè)備工作狀態(tài)，由于電流電流傳感器只需要套接在被測設(shè)備的電源線即可進行采集，所以線圈的安裝對被測設(shè)備的改動很小，不僅安裝過程安全、簡單、通用性好，而且在擴展時也非常方便；另外，電流傳感線圈將生成的感應(yīng)電流輸出給終端來確定工作狀態(tài)，不僅電流采集的實時性好、準(zhǔn)確度高，而且電流傳感線圈能夠?qū)⒏唠娢?、大電流的設(shè)備電源與終端相互隔離，從而保證終端本身內(nèi)部的低壓器件能夠安全地采集電流，而無需額外增加隔離部件；

(5)本發(fā)明提出的嵌入式終端可以同時連接多個被測設(shè)備，并且分別接收來自多個被測設(shè)備的電流值、以及分別確定多個被測設(shè)備的工作狀態(tài)，這樣能夠減少終端的數(shù)量，從而有助于進一步降低成本；另外，本發(fā)明的管理設(shè)備針對不同類型的設(shè)備向嵌入式終端分別配置下發(fā)相應(yīng)的規(guī)則用于確定設(shè)備的工作狀態(tài)，從而能夠讓嵌入式終端針對設(shè)備的類型來確定其工作狀態(tài)，有助于讓管理設(shè)備客觀、準(zhǔn)確地確定每種設(shè)備的稼動率，還有助于對多個被測設(shè)備的數(shù)據(jù)進行對比分析；

(6)本發(fā)明一方面可以讓嵌入式終端以一定周期上報確定的工作狀態(tài)，能夠在完成工作狀態(tài)上報的同時，與管理設(shè)備保持心跳通信，從而有助于在終端出現(xiàn)故障的情況下及時發(fā)現(xiàn)并排查；另一方面，本發(fā)明還可以讓嵌入式終端僅在確定的工作狀態(tài)出現(xiàn)改變時進行上報，并將上報時間進行一定延遲，這樣，能夠有效避免因為臨時抖動(干擾)而導(dǎo)致實際工作狀態(tài)確定結(jié)果不準(zhǔn)確的問題，有助于保證稼動率統(tǒng)計的準(zhǔn)確性，還能夠有效減少不必要的消息傳輸，節(jié)省網(wǎng)絡(luò)資源，降低管理設(shè)備的接收負擔(dān)；本發(fā)明還可以組合使用以上兩種方式，在以一定周期進行上報的基礎(chǔ)上，同時在設(shè)備的工作狀態(tài)發(fā)生改變時以一定延遲上報，這樣既能夠保證終端與管理設(shè)備之間的心跳通信(便于在嵌入式終端故障時盡早發(fā)現(xiàn))，還能夠避免因為抖動導(dǎo)致的誤報，保證稼動率統(tǒng)計的準(zhǔn)確性；

(7)本發(fā)明的管理設(shè)備能夠?qū)顟B(tài)配置信息、校驗配置信息等發(fā)送至嵌入式終端，從而能夠?qū)η度胧浇K端進行集中控制，從而降低了管理的成本以及復(fù)雜度；通過讓嵌入式設(shè)備優(yōu)先回應(yīng)狀態(tài)配置信息和校驗配置信息，能夠讓管理設(shè)備獲知信息是否發(fā)送成功，以便及時了解嵌入式終端以及網(wǎng)絡(luò)是否正常；

(8)本發(fā)明通過在狀態(tài)配置信息和校驗配置信息中攜帶消息號，嵌入式終端在上報時會在上報的信息中攜帶與之相符的校驗碼，能夠讓管理設(shè)備有效區(qū)分上報信息的來源；

(9)本發(fā)明通過在嵌入式終端所連接的顯示屏上顯示設(shè)備工作狀態(tài)等信息，能夠方便工作人員進行現(xiàn)場查看，例如，可以查看設(shè)備的工作狀態(tài)是否正常，嵌入式終端所連接的設(shè)備名稱以及IP地址是否正確；

(10)借助于嵌入式終端的報警裝置和控制開關(guān)，能夠在被測設(shè)備的工作狀態(tài)、工作電流等參數(shù)出現(xiàn)異常的情況下及時報警，以便操作人員檢修，而且還能夠及時將被測設(shè)備關(guān)閉，避免設(shè)備在異常狀態(tài)下繼續(xù)加工而出現(xiàn)不合格產(chǎn)品，從而保證了產(chǎn)品質(zhì)量；此外，報警控制開關(guān)也能夠直接接收管理設(shè)備的控制命令，進而控制被測設(shè)備啟動與關(guān)閉，從而避免操作人員到現(xiàn)場進行操作，便于對被測設(shè)備進行管理和控制；

(11)本發(fā)明的嵌入式終端能夠通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)與管理設(shè)備進行通信，從而有助于讓嵌入式終端接受管理設(shè)備的控制(例如，接收管理設(shè)備發(fā)出的各種配置指令，完成設(shè)備工作狀態(tài)信息的維護，位置信息的維護)，還能夠讓嵌入式終端根據(jù)配置信息的要求，上傳被測設(shè)備工作狀態(tài)信息、電流信息和傳感器工作狀態(tài)信息等；其中，在通過無線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)嵌入式終端與管理設(shè)備的通信時，能夠讓兩者之間的通信不依賴于網(wǎng)線，因此，不論是被測設(shè)備的規(guī)模增大、還是嵌入式終端被擴展部署和應(yīng)用，都能夠讓安裝過程變得非常容易，適用于工作環(huán)境復(fù)雜、分散的廠房。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的稼動率確定系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的嵌入式終端的結(jié)構(gòu)框圖；

圖3a是根據(jù)本發(fā)明實施例的嵌入式終端與兩個被測設(shè)備連接的結(jié)構(gòu)圖；

圖3b是根據(jù)本發(fā)明實施例的稼動率確定系統(tǒng)包括多個嵌入式終端時的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的嵌入式終端對被測設(shè)備直接控制的結(jié)構(gòu)圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明一具體實施例的稼動率確定系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的稼動率確定方法的流程圖；

圖7是根據(jù)本發(fā)明一具體實施例的稼動率確定方法的流程圖。

具體實施方式

此說明性實施方式的描述應(yīng)與相應(yīng)的附圖相結(jié)合，附圖應(yīng)作為完整的說明書的一部分。在附圖中，實施例的形狀或是厚度可擴大，并以簡化或是方便標(biāo)示。再者，附圖中各結(jié)構(gòu)的部分將以分別描述進行說明，值得注意的是，圖中未示出或未通過文字進行說明的元件，為所屬技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員所知的形式。

此處實施例的描述，有關(guān)方向和方位的任何參考，均僅是為了便于描述，而不能理解為對本發(fā)明保護范圍的任何限制。相關(guān)術(shù)語，如“更低”、“更高”、“水平的”、“垂直的”、“在上”、“在下”、“上”、“下”、“頂部”和“|底部”以及其派生詞(如“水平地”、“向下地”、“向上地”等等)均應(yīng)被解釋為說明中描述的或附圖中示出所討論的方位。這些相關(guān)術(shù)語僅僅為了方便描述，而不應(yīng)認為是對儀器設(shè)備的解釋或者在特定方位上的具體操作。術(shù)語，如“附上……的”(attached)、“固定于……的”、“相連的”和“彼此相連的”指代一種關(guān)系，其中結(jié)構(gòu)被直接或間接地通過插入結(jié)構(gòu)，固定或附著于另一結(jié)構(gòu)，除非有明確的描述，所述結(jié)構(gòu)包括可移動的、或者固定不動的、或者相關(guān)聯(lián)的。此外，本發(fā)明的特點和優(yōu)點通過參照優(yōu)選實施方案進行說明。因此，優(yōu)選實施方式說明可能的非限定的特征的組合，這些特征可能獨立存在或者組合存在，本發(fā)明并不特別地限定于優(yōu)選的實施方式。本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求書所界定。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供了一種稼動率確定系統(tǒng)。

如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明實施例的稼動率確定系統(tǒng)包括：

電流傳感器(在一個實施例中，可以是互感器)1，用于根據(jù)被測設(shè)備的供電線路的電流生成感應(yīng)電流信號；

嵌入式終端2，用于將來自電流傳感器的感應(yīng)電流信號處理成數(shù)字電平信號。在一個實施例中，嵌入式終端2可以對來自電流傳感器的感應(yīng)電流信號進行濾波(可以是高頻濾波和/或低頻濾波，具體可以通過電容來實現(xiàn))，并將濾波后的感應(yīng)電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號(可以通過采樣電阻來實現(xiàn)電壓的采集)；以及用于將電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字電平信號，根據(jù)轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字電平信號確定被測設(shè)備的供電線路的實際電流值，根據(jù)確定的實際電流值以及工作狀態(tài)確定規(guī)則確定被測設(shè)備的工作狀態(tài)并上報確定的工作狀態(tài)，其中，工作狀態(tài)確定規(guī)則包括多個工作狀態(tài)與電流值范圍之間的對應(yīng)關(guān)系；

管理設(shè)備3，用于接收嵌入式終端上報的工作狀態(tài)，并根據(jù)上報的工作狀態(tài)確定被測設(shè)備的稼動率。

在圖1所示的實施例中，嵌入式終端連接的電流傳感器數(shù)量為2個，每個電流傳感器連接1個被測設(shè)備，并在相應(yīng)被測設(shè)備的供電線路感應(yīng)下生成感應(yīng)電流信號。在其他實施例中，一個嵌入式終端可以連接1個電流傳感器，或者也可以連接更多數(shù)量的電流傳感器。通過采用“一拖多”的部署方式，能夠減少嵌入式終端的數(shù)量，從而有助于在大規(guī)模生產(chǎn)和監(jiān)控過程中控制成本。

此外，如圖2所示，在本發(fā)明的一個實施例中，嵌入式終端包括濾波及電壓采集電路21、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(例如，可以是12位精度的AD模塊)22和工作狀態(tài)確定模塊23。其中，在將來自電流傳感器的感應(yīng)電流信號處理成數(shù)字電平信號時，濾波及電壓采集電路21用于對來自電流傳感器的感應(yīng)電流信號進行濾波，并將濾波后的感應(yīng)電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號；模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊22用于將電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字電平信號；工作狀態(tài)確定模塊23用于根據(jù)轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字電平信號確定被測設(shè)備的供電線路的實際電流值，并根據(jù)確定的實際電流值以及工作狀態(tài)確定規(guī)則確定被測設(shè)備的工作狀態(tài)。

具體而言，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊22用于對來自濾波及電壓采集電路21的電壓信號進行平均濾波，得到數(shù)字電平信號；工作狀態(tài)確定模塊23用于根據(jù)該數(shù)字電平信號確定電流傳感器輸出的感應(yīng)電流值，以及用于根據(jù)該感應(yīng)電流值以及預(yù)定比例關(guān)系確定被測設(shè)備的供電線路的實際電流值，其中，預(yù)定比例關(guān)系為感應(yīng)電流值與被測設(shè)備的供電線路的實際電流值之間的比例關(guān)系。

在一個嵌入式終端連接多個被測設(shè)備的實施例中，嵌入式終端可以包括多組濾波及電壓采集電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，每一組中包括一個濾波及電壓采集電路和一個模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊。在每一組中，濾波及電壓采集電路與一個電流傳感器連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊用于將來自本組中濾波及電壓采集電路的電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字電平信號，并提供給工作狀態(tài)確定模塊。

圖3a示出了嵌入式終端連接2個被測設(shè)備、且嵌入式終端內(nèi)包含兩組濾波及電壓采集電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的結(jié)構(gòu)。如圖3a所示，左側(cè)一組包括濾波及電壓采集電路21A和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊22A，濾波及電壓采集電路21A與電流傳感器A連接，電流傳感器A采集被測設(shè)備A的電流；右邊一組包括濾波及電壓采集電路21B和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊22B，濾波及電壓采集電路21B與電流傳感器B連接，電流傳感器B采集被測設(shè)備B的電流。

其中，濾波及電壓采集電路21A用于對來自電流傳感器A的感應(yīng)電流信號進行濾波，并將濾波后的感應(yīng)電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊22A用于將該電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字電平信號，以便工作狀態(tài)確定模塊23確定被測設(shè)備A的工作狀態(tài)。濾波及電壓采集電路21B用于對來自電流傳感器B的感應(yīng)電流信號進行濾波，并將濾波后的感應(yīng)電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊22B用于將該電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字電平信號，以便工作狀態(tài)確定模塊23確定被測設(shè)備B的工作狀態(tài)。

圖3a示出了嵌入式終端測量兩個被測設(shè)備的情況，此時的嵌入式終端包括兩組多組濾波及電壓采集電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊。實際上，嵌入式終端可以包含更多組濾波及電壓采集電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，從而測量更多數(shù)量的被測設(shè)備。在其他實施例中，嵌入式終端也可以僅包括一組濾波及電壓采集電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，濾波及電壓采集電路與一個電流傳感器連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊用于將來自濾波及電壓采集電路的電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字電平信號，并提供給工作狀態(tài)確定模塊。

圖3b示出了根據(jù)本發(fā)明的稼動率確定系統(tǒng)包含多個嵌入式終端的一個實施例。在圖3b中，為了清楚的目的，僅示出了3個嵌入式終端，即，嵌入式終端2、嵌入式終端2’以及嵌入式終端2”，實際上，系統(tǒng)中嵌入式終端的數(shù)量不限于圖3b所示的情況，一個嵌入式終端所連接電流傳感器的數(shù)量(被測設(shè)備)的數(shù)量，也不局限于圖3b所示的1個或兩個，其他沒有示出的嵌入式終端可以連接3個、4個或更多的電流傳感器，從而確定更多被測終端的工作狀態(tài)。

在圖3b所示的系統(tǒng)中，嵌入式終端2、嵌入式終端2’分別連接兩個電流傳感器，嵌入式終端2”連接一個電流傳感器，嵌入式終端2用于確定被測設(shè)備A和被測設(shè)備B的工作狀態(tài)，嵌入式終端2’用于確定被測設(shè)備C和被測設(shè)備D的工作狀態(tài)，嵌入式終端2”用于確定被測設(shè)備E的工作狀態(tài)。

此外，在一個實施例中，管理設(shè)備3可用于根據(jù)每個被測設(shè)備的類型配置每個被測設(shè)備所對應(yīng)的工作狀態(tài)確定規(guī)則，并將確定后的工作狀態(tài)確定規(guī)則發(fā)送至嵌入式終端；對于每個被測設(shè)備，嵌入式終端2的工作狀態(tài)確定模塊23在確定該被測設(shè)備的工作狀態(tài)時，參照該被測設(shè)備所對應(yīng)的工作狀態(tài)確定規(guī)則進行確定。例如，對于被測設(shè)備A和B，如果這兩個被測設(shè)備的類型不同，則對這兩個被測設(shè)備分別設(shè)置相應(yīng)的工作狀態(tài)確定規(guī)則，即，規(guī)則A和規(guī)則B，其中規(guī)則A用于確定被測設(shè)備A的工作狀態(tài)，規(guī)則B用于確定被測設(shè)備B的工作狀態(tài)，規(guī)則設(shè)置的一個具體實例可以參照表1所示。

表1

對于從被測設(shè)備A所采集的電流值，經(jīng)過濾波及電壓采集電路21A和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊22A處理后，工作狀態(tài)確定模塊23將根據(jù)被測設(shè)備A對應(yīng)的規(guī)則確定被測設(shè)備A的工作狀態(tài)；而對于從被測設(shè)備B所采集的電流值，經(jīng)過濾波及電壓采集電路21B和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊22B處理后，工作狀態(tài)確定模塊23將根據(jù)被測設(shè)備B對應(yīng)的規(guī)則確定被測設(shè)備B的工作狀態(tài)。

進一步而言，在嵌入式終端的數(shù)量和被測設(shè)備的數(shù)量均為多個的情況下，管理設(shè)備將根據(jù)每個被測設(shè)備的類型配置每個被測設(shè)備所對應(yīng)的工作狀態(tài)確定規(guī)則，并將配置后的工作狀態(tài)確定規(guī)則發(fā)送至相應(yīng)的嵌入式終端；對于每個被測設(shè)備，相應(yīng)的嵌入式終端的工作狀態(tài)確定模塊在確定該被測設(shè)備的工作狀態(tài)時，參照該被測設(shè)備所對應(yīng)的工作狀態(tài)確定規(guī)則進行確定。

對于圖3b所示的情況，假設(shè)被測設(shè)備A與被測設(shè)備B的類型不同，被測設(shè)備A對應(yīng)規(guī)則A，被測設(shè)備B對應(yīng)規(guī)則B，所以管理設(shè)備3需要將規(guī)則A和規(guī)則B發(fā)送至嵌入式終端2，以便嵌入式終端2確定被測設(shè)備A和被測設(shè)備B的工作狀態(tài)。假設(shè)被測設(shè)備C、被測設(shè)備D、以及被測設(shè)備E屬于相同類型的設(shè)備，則管理系統(tǒng)3可以對被測設(shè)備C、被測設(shè)備D以及被測設(shè)備E配置相同的工作狀態(tài)確定規(guī)則，假設(shè)為規(guī)則X。此時，管理系統(tǒng)3會將該規(guī)則X發(fā)送至被測設(shè)備C和被測設(shè)備D所對應(yīng)的嵌入式終端2’，同時將該規(guī)則X發(fā)送至被測設(shè)備E所對應(yīng)的嵌入式終端2”。嵌入式終端2’將根據(jù)該規(guī)則X確定被測設(shè)備C和被測設(shè)備D的工作狀態(tài)，嵌入式終端2”將根據(jù)規(guī)則X確定被測設(shè)備E的工作狀態(tài)。

通過針對不同類型的設(shè)備向嵌入式終端分別配置下發(fā)相應(yīng)的規(guī)則用于確定設(shè)備的工作狀態(tài)，從而能夠讓嵌入式終端針對設(shè)備的類型來確定其工作狀態(tài)，有助于讓管理設(shè)備客觀、準(zhǔn)確地確定每種設(shè)備的稼動率。

在本發(fā)明的一個實施例中，在管理設(shè)備3下發(fā)工作狀態(tài)確定規(guī)則時，可以通過狀態(tài)配置信息將每個被測設(shè)備所對應(yīng)的工作狀態(tài)確定規(guī)則發(fā)送至嵌入式終端。這樣能夠在管理設(shè)備對所有嵌入式終端的工作進行集中控制，從而降低了管理的成本以及復(fù)雜度。

不僅如此，管理設(shè)備3還可以對下發(fā)后的規(guī)則進行修改和重配。例如，在圖3b所示的系統(tǒng)中，當(dāng)需要對被測設(shè)備E的規(guī)則進行修改時，管理設(shè)備可以將新的工作狀態(tài)確定規(guī)則下發(fā)至嵌入式終端2”。這樣，當(dāng)一個嵌入式終端被從一種類型的被測設(shè)備上取下而安裝到另一種不同類型的被測設(shè)備上時，就能夠針對嵌入式終端當(dāng)前所安裝的被測設(shè)備的類型調(diào)整工作狀態(tài)確定規(guī)則，讓新的工作狀態(tài)確定規(guī)則與當(dāng)前設(shè)備匹配，而無需安裝新的終端，使系統(tǒng)內(nèi)終端的安裝與調(diào)整更加靈活。

此外，在一個實施例中，管理設(shè)備3可用于向嵌入式終端發(fā)送校驗配置信息，其中，校驗配置信息中包含通知嵌入式終端進行信息上報的頻率信息。嵌入式終端2可以根據(jù)頻率信息中的頻率，周期性地向管理設(shè)備3發(fā)送校驗信息，并在校驗信息中攜帶被測設(shè)備的工作狀態(tài)。這樣，就能夠讓嵌入式終端2以一定周期上報確定的工作狀態(tài)，同時還能與管理設(shè)備保持心跳通信，從而有助于在終端出現(xiàn)故障的情況下及時發(fā)現(xiàn)并排查。

在一個實施例中，校驗配置信息中進一步可以包含上報格式信息和上報內(nèi)容信息。其中，上報格式信息用于規(guī)定嵌入式終端2向管理設(shè)備3發(fā)送信息時所采用的格式，可以理解為，上報格式信息規(guī)定了管理設(shè)備3與嵌入式終端2之間的通信協(xié)議；上報內(nèi)容信息用于規(guī)定嵌入式終端2向管理設(shè)備3發(fā)送的校驗信息中所應(yīng)包含的內(nèi)容。根據(jù)上報內(nèi)容信息中對于上報內(nèi)容的要求，嵌入式終端向管理設(shè)備發(fā)送的校驗信息中可以進一步包括：被測設(shè)備的供電線路的實際電流值、和/或嵌入式終端與電流傳感器之間端口的通斷信息(用于判斷電流傳感器是否連接)。

在管理設(shè)備下發(fā)校驗配置信息之后，嵌入式終端將根據(jù)頻率信息上傳校驗信息，系統(tǒng)就會定時收到校驗信息，校驗信息包括設(shè)備狀態(tài)信息、設(shè)備工作電流信息、端口通斷狀態(tài)信息等多種上報信息，如果超時沒有收到校驗信息，則說明傳感器沒有連接入管理設(shè)備或出現(xiàn)異常。根據(jù)實際需要，管理設(shè)備可以及時將校驗配置信息發(fā)送至嵌入式終端，從而讓嵌入式終端上報的信息內(nèi)容滿足要求，能夠很容易地對嵌入式設(shè)備進行集中管理和控制。

在一個實施例中，嵌入式終端被配置為在收到管理設(shè)備下發(fā)的狀態(tài)配置信息和/或校驗配置信息時，優(yōu)先向管理設(shè)備發(fā)送確認信息。具體而言，對于嵌入式終端，可以將配置命令(校驗配置信息、狀態(tài)配置信息)的接收程序放到優(yōu)先級較高的中斷中，當(dāng)嵌入式終端完成命令接收以后，再在主程序中解析命令及應(yīng)答。通過讓嵌入式設(shè)備優(yōu)先回應(yīng)狀態(tài)配置信息和校驗配置信息，能夠讓管理設(shè)備及時獲知信息是否發(fā)送成功，以便了解嵌入式終端以及網(wǎng)絡(luò)是否正常。

此外，在一個實施例中，管理設(shè)備3發(fā)送的校驗配置信息以及狀態(tài)配置信息可以具有消息校驗號(校驗號的長度可以是15位，也可以是其他長度)。相應(yīng)地，嵌入式終端上報的校驗信息或確認信息中包含與該消息校驗號相匹配的校驗碼(可以通過加和校驗的方式生成校驗碼)。這樣，當(dāng)系統(tǒng)中包括多個嵌入式終端時，就能夠讓管理設(shè)備有效區(qū)分上報信息的來源。

此外，在一個實施例中，在嵌入式終端確定被測設(shè)備的工作狀態(tài)由第一工作狀態(tài)改變?yōu)榈诙ぷ鳡顟B(tài)的情況下，嵌入式終端可以先不立刻上報變化后的第二工作狀態(tài)，而是等待預(yù)定時間段(例如，該時間段的長度可以是1秒，或者也可以是其他長度)，如果該時間段內(nèi)，被測設(shè)備的工作狀態(tài)一直保持為第二工作狀態(tài)，則嵌入式終端將第二工作狀態(tài)作為被測設(shè)備當(dāng)前工作狀態(tài)上報至管理設(shè)備。另一方面，在嵌入式終端確定被測設(shè)備的工作狀態(tài)由第一工作狀態(tài)改變?yōu)榈诙ぷ鳡顟B(tài)的情況下，在此后的預(yù)定時間段內(nèi)，如果被測設(shè)備的工作狀態(tài)由第二工作狀態(tài)又改變?yōu)榈谝还ぷ鳡顟B(tài)并保持到預(yù)定時間段結(jié)束，則嵌入式終端確定被測設(shè)備的工作狀態(tài)仍然為第一工作狀態(tài)。這樣，能夠有效避免因為臨時抖動(干擾)而導(dǎo)致實際工作狀態(tài)確定結(jié)果不準(zhǔn)確的問題，有助于保證稼動率統(tǒng)計的準(zhǔn)確性，還能夠有效減少不必要的消息傳輸，節(jié)省網(wǎng)絡(luò)資源，降低管理設(shè)備的接收負擔(dān)。

在另一實施例中，嵌入式終端可以根據(jù)校驗配置信息中所包含的頻率信息進行上報，同時在工作狀態(tài)發(fā)生改變時進行上報(采用上述延遲上報的方式)，這樣既能夠保證終端與管理設(shè)備之間的心跳通信(便于在嵌入式終端故障時盡早發(fā)現(xiàn))，還能夠避免因為抖動導(dǎo)致的誤報，保證稼動率統(tǒng)計的準(zhǔn)確性。

此外，在一個實施例中，電流傳感器包括線圈，線圈用于套接在被測設(shè)備的供電線路并生成感應(yīng)電流信號。在一個實施例中，該線圈可以套接在被測設(shè)備供電線路的三相電中的一相上。

由于電流傳感器的線圈只要套接在供電線路上即可生成感應(yīng)電流，所以安裝線圈對被測設(shè)備的改動很小，不僅安裝過程安全、簡單、通用性好(比功率測試設(shè)備的安裝更加容易)，而且在擴展設(shè)備規(guī)模時也能夠非常方便地對每個新增的設(shè)備安裝電流傳感器；另外，電流傳感器的功能是將生成的感應(yīng)電流輸出給終端來確定工作狀態(tài)，不僅電流采集的實時性好、準(zhǔn)確度高，而且電流傳感器的線圈能夠?qū)⒏唠娢?、大電流的設(shè)備電源與終端相互隔離，從而保證終端本身內(nèi)部的低壓器件能夠安全地采集電流，不會受到被測設(shè)備的影響，無需額外增加隔離部件。

此外，在本發(fā)明的一個實施例中，嵌入式終端2可以進一步包括：

報警裝置，用于根據(jù)實際電流值以及預(yù)設(shè)的報警規(guī)則監(jiān)控被測設(shè)備是否異常，并在被測設(shè)備異常的情況下進行報警。報警規(guī)則中可以包含需要對應(yīng)于設(shè)備異常狀態(tài)的電流范圍，報警裝置可以將被測設(shè)備的實際電流值與報警規(guī)則中的電流范圍進行比對，在發(fā)現(xiàn)被測設(shè)備的電流值超出正常范圍，即，設(shè)備實際電流值落入報警規(guī)則中對應(yīng)異常狀態(tài)的電流范圍內(nèi)(例如，設(shè)備可能超負荷運行，電流值過大)，則確定被測設(shè)備出現(xiàn)異常，報警裝置會進行報警。

在本發(fā)明的一個實施例中，嵌入式終端2可以進一步包括：

控制開關(guān)，具有與被測設(shè)備通信的控制接口，用于通過該控制接口向被測設(shè)備發(fā)出指令，控制被測設(shè)備停機或啟動。一方面，控制開關(guān)可以根據(jù)被測設(shè)備是否異常，向被測設(shè)備發(fā)出指令。例如，可以在被測設(shè)備出現(xiàn)異常時，向被測設(shè)備發(fā)出停機指令。另一方面，控制開關(guān)也可以在管理設(shè)備的控制下，通過控制接口向被測設(shè)備發(fā)送開機指令或關(guān)機指令。例如，當(dāng)管理設(shè)備需要控制被測設(shè)備啟動時，可以將指示發(fā)送至嵌入式終端，之后該嵌入式終端的控制開關(guān)可以向被測設(shè)備發(fā)出啟動命令。

在實際應(yīng)用中，報警裝置和控制開關(guān)可以集成在一起。例如，如圖4所示，報警裝置和控制開關(guān)可以集成設(shè)計為報警控制開關(guān)24。報警控制開關(guān)(例如，報警控制開關(guān)可以采用光電隔離驅(qū)動)24與工作狀態(tài)確定模塊23連接，且報警控制開關(guān)24具有與被測設(shè)備通信的控制接口。報警控制開關(guān)24可與工作狀態(tài)確定模塊通信，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的報警規(guī)則進行報警。例如，由于工作狀態(tài)確定模塊確定了被測設(shè)備的電流值，所以報警控制開關(guān)24可以獲取到被測設(shè)備的實際電流值。報警規(guī)則中可以包含需要對應(yīng)于設(shè)備異常狀態(tài)的電流范圍，例如，可以包含最大電流閾值，在被測設(shè)備的實際電流值落入高于最大電流閾值的范圍內(nèi)時，報警控制開關(guān)24確定被測設(shè)備的工作狀態(tài)異常并進行報警，同時，報警控制開關(guān)24還可以通過控制接口向被測設(shè)備發(fā)送開機指令或關(guān)機指令(例如，可以提供5V或24V等多種開關(guān)信號)。

借助于嵌入式終端的報警裝置和控制開關(guān)，能夠在異常的情況下方便操作人員檢修，而且還能夠及時將被測設(shè)備關(guān)閉，避免設(shè)備在異常狀態(tài)下繼續(xù)加工而出現(xiàn)不合格產(chǎn)品，從而保證了產(chǎn)品質(zhì)量；此外，報警控制開關(guān)也能夠直接接收管理設(shè)備的控制命令，進而控制被測設(shè)備啟動與關(guān)閉，從而避免操作人員到現(xiàn)場進行操作，便于對被測設(shè)備進行管理和控制。

此外，圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的稼動率確定系統(tǒng)的一個具體結(jié)構(gòu)實例。參照圖5所示的實例，稼動率確定系統(tǒng)可以進一步包括：顯示器(例如，可以是1.44寸TFT液晶顯示屏)4，與嵌入式終端連接，顯示的內(nèi)容可以包括被測設(shè)備的工作狀態(tài)、被測設(shè)備的供電線路的實際電流值、被測設(shè)備的設(shè)備名稱和/或嵌入式終端的網(wǎng)絡(luò)地址信息等，或者還可以進一步顯示設(shè)備位置等其他信息。這樣能夠讓工作人員很方便地在現(xiàn)場查看各種信息，降低管理的難度，讓管理更加直觀。此外，在圖5所示的實例中，嵌入式終端連接兩個被測設(shè)備，此時，顯示器可以分別顯示這兩個被測設(shè)備的工作狀態(tài)、工作電流，另外顯示嵌入式終端的IP地址信息。

繼續(xù)參見圖5，嵌入式終端2與管理設(shè)備3之間可以通過有線網(wǎng)絡(luò)或無線網(wǎng)絡(luò)進行通信，例如，嵌入式終端2可以連接TCP/IP路由器，以有線通信的方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)的上傳和下發(fā)；此外，嵌入式終端2也可以連接wifi路由器，以無線通信的方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)的上傳和下發(fā)。通過無線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)嵌入式終端與管理設(shè)備的通信，能夠讓兩者之間的通信不依賴于網(wǎng)線，因此，不論是被測設(shè)備的規(guī)模增大、還是嵌入式終端被擴展部署和應(yīng)用，都能夠讓安裝過程變得非常容易。

此外，如圖5所示，管理設(shè)備3還可以連接其他嵌入式終端，每個嵌入式終端具有唯一標(biāo)識和唯一IP地址，嵌入式終端的結(jié)構(gòu)以及功能可以參照之前的描述，這里不再贅述。

在一個實施例中，根據(jù)本發(fā)明的嵌入式終端可以通過ARM處理器實現(xiàn)。在其他實施例中，根據(jù)本發(fā)明的嵌入式終端也可以通過其他具有處理、分析功能的電子器件來實現(xiàn)。此外，在本發(fā)明的一個實施例中，管理設(shè)備可以是服務(wù)器等具有管理、分析、統(tǒng)計等功能的設(shè)備，其上可以安裝有工廠數(shù)字化管理軟件。通過單個嵌入式終端可以同時監(jiān)測2臺設(shè)備，當(dāng)多個嵌入式終端連接到管理設(shè)備(服務(wù)器)后，可以在工廠數(shù)字化管理軟件中監(jiān)測多臺設(shè)備的工作狀態(tài)、控制多臺設(shè)備的開關(guān)。如果使用工廠內(nèi)的局域網(wǎng)，可以獲得最好的傳輸速度，連接更多的測量模塊或其他模塊進工廠數(shù)字化管理軟件，如果使用廣域網(wǎng)可以實現(xiàn)異地遠程監(jiān)控。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，還提供了一種稼動率確定方法。如圖6所示，根據(jù)本發(fā)明實施例的稼動率確定方法包括：步驟S601，電流傳感器根據(jù)被測設(shè)備的供電線路的電流生成感應(yīng)電流信號；步驟S602，嵌入式終端將來自電流傳感器的感應(yīng)電流信號處理成數(shù)字電平信號，根據(jù)數(shù)字電平信號確定被測設(shè)備的供電線路的實際電流值，根據(jù)確定的實際電流值以及工作狀態(tài)確定規(guī)則確定被測設(shè)備的工作狀態(tài)并上報確定的工作狀態(tài)，其中，工作狀態(tài)確定規(guī)則包括多個工作狀態(tài)與電流值范圍之間的對應(yīng)關(guān)系；步驟S603，管理設(shè)備接收嵌入式終端上報的工作狀態(tài)，并根據(jù)上報的工作狀態(tài)確定被測設(shè)備的稼動率。

在一個實施例中，嵌入式終端包括濾波及電壓采集電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊和工作狀態(tài)確定模塊，其中，在將來自電流傳感器的感應(yīng)電流信號處理成數(shù)字電平信號時，濾波及電壓采集電路對來自電流傳感器的感應(yīng)電流信號進行濾波(該濾波可以通過電容器實現(xiàn))，并將濾波后的感應(yīng)電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號(電壓信號的轉(zhuǎn)換可以通過電壓采集電阻來實現(xiàn))；模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字電平信號(可以通過均值濾波的方式來實現(xiàn))；工作狀態(tài)確定模塊根據(jù)轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字電平信號確定被測設(shè)備的供電線路的實際電流值，并根據(jù)確定的實際電流值以及工作狀態(tài)確定規(guī)則確定被測設(shè)備的工作狀態(tài)。

在一個實施例中，電流傳感器的數(shù)量為多個，每個電流傳感器生成對應(yīng)一個被測設(shè)備的感應(yīng)電流信號；嵌入式終端的數(shù)量為多個，每個嵌入式終端包括一組濾波及電壓采集電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，其中，濾波及電壓采集電路與一個電流傳感器連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將來自本組中濾波及電壓采集電路的電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字電平信號，并提供給工作狀態(tài)確定模塊。

在另一實施例中，電流傳感器的數(shù)量為多個，每個嵌入式終端包括多組濾波及電壓采集電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，每一組中的濾波及電壓采集電路與一個電流傳感器連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將來自本組中濾波及電壓采集電路的電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字電平信號，并提供給工作狀態(tài)確定模塊。

在一個實施例中，根據(jù)本發(fā)明的稼動率確定方法可以進一步包括：管理設(shè)備根據(jù)每個被測設(shè)備的類型配置每個被測設(shè)備所對應(yīng)的工作狀態(tài)確定規(guī)則，并將配置后的工作狀態(tài)確定規(guī)則發(fā)送至相應(yīng)的嵌入式終端；并且，對于每個被測設(shè)備，相應(yīng)的嵌入式終端的工作狀態(tài)確定模塊在確定該被測設(shè)備的工作狀態(tài)時，參照該被測設(shè)備所對應(yīng)的工作狀態(tài)確定規(guī)則進行確定。

這里，通過采用“一拖多”的部署方式，能夠減少嵌入式終端的數(shù)量，從而有助于在大規(guī)模生產(chǎn)和監(jiān)控過程中控制成本。另外，通過針對不同類型的設(shè)備向嵌入式終端分別配置下發(fā)相應(yīng)的規(guī)則用于確定設(shè)備的工作狀態(tài)，從而能夠讓嵌入式終端針對設(shè)備的類型來確定其工作狀態(tài)，有助于讓管理設(shè)備客觀、準(zhǔn)確地確定每種設(shè)備的稼動率。

在一個實施例中，管理設(shè)備預(yù)先通過狀態(tài)配置信息將每個被測設(shè)備所對應(yīng)的工作狀態(tài)確定規(guī)則發(fā)送至嵌入式終端。

這樣能夠在管理設(shè)備對所有嵌入式終端的工作進行集中控制，從而降低了管理的成本以及復(fù)雜度。

不僅如此，管理設(shè)備還可以對下發(fā)后的規(guī)則進行修改和重配。這樣，當(dāng)一個嵌入式終端被從一種類型的被測設(shè)備上取下而安裝到另一種不同類型的被測設(shè)備上時，就能夠針對嵌入式終端當(dāng)前所安裝的被測設(shè)備的類型調(diào)整工作狀態(tài)確定規(guī)則，讓新的工作狀態(tài)確定規(guī)則與當(dāng)前設(shè)備匹配，而無需安裝新的終端，使系統(tǒng)內(nèi)終端的安裝與調(diào)整更加靈活。

在一個實施例中，在確定被測設(shè)備的供電線路的實際電流值時，嵌入式終端可以執(zhí)行如下步驟：

模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊對電壓信號進行平均濾波，得到數(shù)字電平信號；工作狀態(tài)確定模塊根據(jù)該數(shù)字電平信號確定電流傳感器輸出的感應(yīng)電流值；工作狀態(tài)確定模塊根據(jù)該感應(yīng)電流值以及預(yù)定比例關(guān)系確定被測設(shè)備的供電線路的實際電流值，其中，預(yù)定比例關(guān)系為感應(yīng)電流值與被測設(shè)備的供電線路的實際電流值之間的比例關(guān)系。

在一個實施例中，根據(jù)本發(fā)明的稼動率確定方法可以進一步包括：

管理設(shè)備向嵌入式終端發(fā)送校驗配置信息，其中，校驗配置信息中包含通知嵌入式終端進行信息上報的頻率信息。并且，在上報被測設(shè)備的工作狀態(tài)時，嵌入式終端根據(jù)頻率信息，向管理設(shè)備發(fā)送校驗信息，并在校驗信息中攜帶被測設(shè)備的工作狀態(tài)。這樣，就能夠讓嵌入式終端以一定周期上報確定的工作狀態(tài)，同時還能與管理設(shè)備保持心跳通信，從而有助于在終端出現(xiàn)故障的情況下及時發(fā)現(xiàn)并排查。

進一步地，在一個實施例中，校驗配置信息中可以進一步包含上報格式信息和上報內(nèi)容信息，其中上報格式信息用于規(guī)定嵌入式終端向管理設(shè)備發(fā)送信息時所采用的格式；上報內(nèi)容信息用于規(guī)定嵌入式終端向管理設(shè)備發(fā)送的校驗信息中所應(yīng)包含的內(nèi)容；根據(jù)上報內(nèi)容信息，嵌入式終端向管理設(shè)備發(fā)送的校驗信息中可以進一步包括：被測設(shè)備的供電線路的實際電流值、和/或嵌入式終端與電流傳感器之間端口的通斷信息。

在管理設(shè)備下發(fā)校驗配置信息之后，嵌入式終端將根據(jù)頻率信息上傳校驗信息，系統(tǒng)就會定時收到校驗信息，校驗信息包括設(shè)備狀態(tài)信息、設(shè)備工作電流信息、端口通斷狀態(tài)信息等多種上報信息，如果超時沒有收到校驗信息，則說明傳感器沒有連接入管理設(shè)備或出現(xiàn)異常。根據(jù)實際需要，管理設(shè)備可以及時將校驗配置信息發(fā)送至嵌入式終端，從而讓嵌入式終端上報的信息內(nèi)容滿足要求，能夠很容易地對嵌入式設(shè)備進行集中管理和控制。

可選地，在嵌入式終端收到管理設(shè)備下發(fā)的狀態(tài)配置信息或校驗配置信息時，優(yōu)先向管理設(shè)備發(fā)送確認信息。通過讓嵌入式設(shè)備優(yōu)先回應(yīng)狀態(tài)配置信息和校驗配置信息，能夠讓管理設(shè)備及時獲知信息是否發(fā)送成功，以便了解嵌入式終端以及網(wǎng)絡(luò)是否正常。

在一個實施例中，管理設(shè)備發(fā)送的校驗配置信息和狀態(tài)配置信息可以具有消息校驗號。嵌入式終端上報的校驗信息或確認信息中包含與該消息校驗號相匹配的校驗碼(可以對校驗號進行加和校驗生成校驗碼)。這樣，當(dāng)系統(tǒng)中包括多個嵌入式終端時，就能夠讓管理設(shè)備有效區(qū)分上報信息的來源。

此外，在一個實施例中，在嵌入式終端確定被測設(shè)備的工作狀態(tài)由第一工作狀態(tài)改變?yōu)榈诙ぷ鳡顟B(tài)的情況下，如果被測設(shè)備的工作狀態(tài)保持在第二工作狀態(tài)的時間達到預(yù)定時間段，則嵌入式終端將第二工作狀態(tài)作為被測設(shè)備當(dāng)前工作狀態(tài)上報至管理設(shè)備；如果在預(yù)定時間段內(nèi)，被測設(shè)備的工作狀態(tài)由第二工作狀態(tài)改變?yōu)榈谝还ぷ鳡顟B(tài)并保持到預(yù)定時間段結(jié)束，則嵌入式終端確定被測設(shè)備的工作狀態(tài)仍然為第一工作狀態(tài)。這樣，能夠有效避免因為臨時抖動(干擾)而導(dǎo)致實際工作狀態(tài)確定結(jié)果不準(zhǔn)確的問題，有助于保證稼動率統(tǒng)計的準(zhǔn)確性，還能夠有效減少不必要的消息傳輸，節(jié)省網(wǎng)絡(luò)資源，降低管理設(shè)備的接收負擔(dān)。

在另一實施例中，嵌入式終端可以根據(jù)校驗配置信息中所包含的頻率信息進行上報，同時在工作狀態(tài)發(fā)生改變時進行上報(采用上述延遲上報的方式)，這樣既能夠保證終端與管理設(shè)備之間的心跳通信(便于在嵌入式終端故障時盡早發(fā)現(xiàn))，還能夠避免因為抖動導(dǎo)致的誤報，保證稼動率統(tǒng)計的準(zhǔn)確性。

此外，上述電流傳感器包括線圈，線圈用于套接在被測設(shè)備的供電線路并生成感應(yīng)電流信號。由于電流傳感器的線圈只要套接在供電線路上即可生成感應(yīng)電流，所以安裝線圈對被測設(shè)備的改動很小，不僅安裝過程安全、簡單、通用性好(比功率測試設(shè)備的安裝更加容易)，而且在擴展設(shè)備規(guī)模時也能夠非常方便地對每個新增的設(shè)備安裝電流傳感器；另外，電流傳感器的功能是將生成的感應(yīng)電流輸出給終端來確定工作狀態(tài)，不僅電流采集的實時性好、準(zhǔn)確度高，而且電流傳感器的線圈能夠?qū)⒏唠娢?、大電流的設(shè)備電源與終端相互隔離，從而保證終端本身內(nèi)部的低壓器件能夠安全地采集電流，不會受到被測設(shè)備的影響，無需額外增加隔離部件。

此外，在一個實施例中，根據(jù)本發(fā)明的稼動率確定方法可以進一步包括：嵌入式終端的報警裝置根據(jù)實際電流值以及預(yù)設(shè)的報警規(guī)則監(jiān)控被測設(shè)備是否異常，并在被測設(shè)備異常的情況下進行報警；以及嵌入式終端的控制開關(guān)根據(jù)被測設(shè)備是否異?；蚬芾碓O(shè)備的指示向被測設(shè)備發(fā)送開機指令或關(guān)機指令，其中，控制開關(guān)通過控制接口與被測設(shè)備通信。

借助于嵌入式終端的報警控制開關(guān)，能夠在異常的情況下方便操作人員檢修，而且還能夠及時將被測設(shè)備關(guān)閉，避免設(shè)備在異常狀態(tài)下繼續(xù)加工而出現(xiàn)不合格產(chǎn)品，從而保證了產(chǎn)品質(zhì)量；此外，報警控制開關(guān)也能夠直接接收管理設(shè)備的控制命令，進而控制被測設(shè)備啟動與關(guān)閉，從而避免操作人員到現(xiàn)場進行操作，便于對被測設(shè)備進行管理和控制。

此外，在一個實施例中，根據(jù)本發(fā)明的稼動率確定方法可以進一步包括：

與嵌入式終端連接的顯示器顯示以下信息：被測設(shè)備的工作狀態(tài)、被測設(shè)備的供電線路的實際電流值、和/或嵌入式終端的網(wǎng)絡(luò)地址信息。這樣，能夠讓工作人員很方便地在現(xiàn)場查看各種信息，降低管理的難度，讓管理更加直觀。

在一個施例中，嵌入式終端還可以自動檢測傳感器是否連接在嵌入式終端上，如果沒有連接上，液晶屏上顯示該路斷開，同時上傳服務(wù)器提醒。在一個實施例中，上述嵌入式終端通過ARM處理器實現(xiàn)?？蛇x地，嵌入式終端與管理設(shè)備之間通過有線網(wǎng)絡(luò)或無線網(wǎng)絡(luò)進行通信。

本發(fā)明的嵌入式終端能夠通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)與管理設(shè)備進行通信，從而有助于讓嵌入式終端接受管理設(shè)備的控制(例如，接收管理設(shè)備發(fā)出的各種配置指令，完成設(shè)備工作狀態(tài)信息的維護，位置信息的維護)，還能夠讓嵌入式終端根據(jù)配置信息的要求，上傳被測設(shè)備工作狀態(tài)信息、電流信息和傳感器工作狀態(tài)信息等；其中，在通過無線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)嵌入式終端與管理設(shè)備的通信時，能夠讓兩者之間的通信不依賴于網(wǎng)線，因此，不論是被測設(shè)備的規(guī)模增大、還是嵌入式終端被擴展部署和應(yīng)用，都能夠讓安裝過程變得非常容易。

圖7是根據(jù)本發(fā)明的稼動率確定方法的一個具體實施方式的流程圖。

如圖7所示，具體包括以下步驟：

當(dāng)初始化程序完成后，獲取各個嵌入式終端的IP地址并進行顯示；

之后，AD轉(zhuǎn)換按照固定頻率開啟，實現(xiàn)采集和中斷；

在N次采集后，可以根據(jù)結(jié)果判斷是否有互感器連接，在有互感器連接的情況下可以采用平均濾波的計算方法進行AD轉(zhuǎn)換，基于AD轉(zhuǎn)換后的數(shù)值可以計算出互感器輸出電流大小，再根據(jù)互感器感應(yīng)電流與實際電流的比例得到實際電流值；之后，根據(jù)服務(wù)器下發(fā)的狀態(tài)配置信息，得到設(shè)備所處工作狀態(tài)，當(dāng)工作狀態(tài)改變后，可以延遲一定的時間(為了防抖)再上傳狀態(tài)改變信息。

如果當(dāng)前接收到新的配置命令(例如，接收到了新的校驗配置信息，相比于原配置校驗信息，頻率信息發(fā)生的變更；或者，接收到了新的狀態(tài)配置信息，更改了工作狀態(tài)確定規(guī)則)，則對新的配置命令進行解析、存儲、應(yīng)答，之后更新屏幕顯示，并上報校驗信息(被測設(shè)備的工作狀態(tài))；如果沒有接收到新的配置命令，則繼續(xù)按照原來的方式確定工作狀態(tài)并進行上報。

綜上所述，借助于本發(fā)明的技術(shù)方案，能夠有助于讓智能工廠通過工廠的設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)化實現(xiàn)工廠數(shù)字化管理，遠程獲得設(shè)備的工作狀態(tài)以及遠程控制設(shè)備的開關(guān)，提高生產(chǎn)效率。

本發(fā)明的技術(shù)方案不僅適用于中小規(guī)模的制造企業(yè)，同時還適用于擁有數(shù)千臺制造設(shè)備的大型制造企業(yè)，本發(fā)明的方案能夠很好地采集和確定每種設(shè)備的實時工作狀態(tài)、使用率，壽命等信息，以供管理層決策每種設(shè)備是否符合工廠的使用要求，是否超載運行，設(shè)備是否有質(zhì)量問題，是否要采購更多設(shè)備以滿足工廠的需要，從而給工廠管理帶來幫助。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。