一种高精度交直电流采集管理方法、装置及电子设备与流程

本申请涉及电流采集，具体而言，涉及一种高精度交直电流采集管理方法、装置及电子设备。

背景技术：

1、近年来，针对电力、视频监控等物联网设备的网络病毒攻击频发，根据电流特征进行病毒攻击ai分析的非侵入式攻击识别技术成为热点研究方向，而此攻击监测技术依赖于高精度采集交流、直流多维度电流信息。

2、目前，现有的电流采集技术方案一般会分别设计直流采集方案与交流采集方案来分别采集直流电和交流电，直流采集技术方案一般采用ina219或ina226等电流采集芯片直接采集直流电流信号，然后主控模块通过iic协议读取直流电流数据。交流采集技术方案一般利用霍尔原理，采用acs712等霍尔电流芯片将交流电流转换成模拟电压，然后通过adc模数转换模块获取交流电流数据。这种方案无法实现同时对交流电和直流电进行测量，且采集精度低，难以用于后续进行病毒攻击ai分析。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种高精度交直电流采集管理方法、装置及电子设备。

2、第一方面，本申请实施例提供了一种高精度交直电流采集管理方法，应用于一种高精度交直电流采集管理系统，所述系统包括用于获取被测设备原始电流的磁通门电流采集模块、用于将所述磁通门电流采集模块输出的模拟电压信号转换为数字电压信号的adc采样模块、用于读取所述adc采集模块输出的所述数字电压信号的cpu主控模块、用于对所述cpu主控模块输出的采集电流信息进行特征提取的特征管理模块，所述方法包括：

3、所述磁通门电流采集模块采集所述原始电流，所述cpu主控模块获取采集电流初始样本，基于所述采集电流初始样本确定所述采集电流信息对应的电流类型，所述电流类型包括直流电流和交流电流；

4、所述cpu主控模块基于所述电流类型调整所述adc采样模块的采样率后，读取所述数字电压信号，并向所述特征管理模块输出所述采集电流信息；

5、所述特征管理模块确定所述电流类型对应的特征指标，在预设的时间窗口内基于所述特征指标对所述采集电流信息进行特征提取，并基于特征变化值判断所述原始电流的工作状态。

6、优选的，所述磁通门电流采集模块采集所述原始电流之前，还包括：

7、所述cpu主控模块控制所述adc采样模块初始化，并设置所述adc采样模块的采样率为第一采样率。

8、优选的，所述cpu主控模块获取采集电流初始样本，基于所述采集电流初始样本确定所述采集电流信息对应的电流类型，包括：

9、所述cpu主控模块从所述adc采样模块中读取第一预设时间内的所述数字电压信号，计算得到采集电流初始样本；

10、确定所述采集电流初始样本中是否存在负值电流；

11、当存在负值电流时，所述采集电流信息对应的电流类型为交流电流；

12、当不存在负值电流时，所述采集电流信息对应的电流类型为直流电流。

13、优选的，所述cpu主控模块基于所述电流类型调整所述adc采样模块的采样率，包括：

14、当所述电流类型为交流电流时，所述cpu主控模块调整所述adc采样模块的采样率为第二采样率，所述第二采样率高于所述第一采样率；

15、当所述电流类型为直流电流时，所述cpu主控模块调整所述adc采样模块的采样率为第三采样率，所述第三采样率低于所述第一采样率。

16、优选的，所述电流类型为交流电流时，所述特征指标为平均值、中位数、上四分位数、下四分位数、最大值、最小值、极值差、四分位距、标准差、方差、离散系数、偏斜度、峰度、fft最大值、fft最小值；

17、所述电流类型为直流电流时，所述特征指标为电流均值、中位数。

18、优选的，所述基于特征变化值判断所述原始电流的工作状态，包括：

19、确定所述特征指标对应的变化阈值；

20、当特征变化值大于所述变化阈值时，所述原始电流的工作状态为异常状态；

21、当特征变化值不大于所述变化阈值时，所述原始电流的工作状态为正常状态。

22、优选的，所述系统还包括用于对电流特征进行显示与预警的显示模块、对异常电流特征进行分析处理的云服务器；所述方法还包括：

23、当所述原始电流的工作状态为异常状态时，所述特征管理模块控制所述显示模块对所述电流特征进行显示与预警，并序列化所述电流特征，将序列化后的所述电流特征发送至所述云服务器；

24、当所述原始电流的工作状态为正常状态时，所述特征管理模块控制所述显示模块对所述电流特征进行显示。

25、第二方面，本申请实施例提供了一种高精度交直电流采集装置，应用于一种高精度交直电流采集管理系统，所述系统包括用于获取被测设备原始电流的磁通门电流采集模块、用于将所述磁通门电流采集模块输出的模拟电压信号转换为数字电压信号的adc采样模块、用于读取所述adc采集模块输出的所述数字电压信号的cpu主控模块、用于对所述cpu主控模块输出的采集电流信息进行特征提取的特征管理模块，所述装置包括：

26、采集模块，用于所述磁通门电流采集模块采集所述原始电流，所述cpu主控模块获取采集电流初始样本，基于所述采集电流初始样本确定所述采集电流信息对应的电流类型，所述电流类型包括直流电流和交流电流；

27、读取模块，用于所述cpu主控模块基于所述电流类型调整所述adc采样模块的采样率后，读取所述数字电压信号，并向所述特征管理模块输出所述采集电流信息；

28、提取模块，用于所述特征管理模块确定所述电流类型对应的特征指标，在预设的时间窗口内基于所述特征指标对所述采集电流信息进行特征提取，并基于特征变化值判断所述原始电流的工作状态。

29、第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面或第一方面的任意一种可能的实现方式提供的方法的步骤。

30、第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面或第一方面的任意一种可能的实现方式提供的方法。

31、本发明的有益效果为：1.通过磁通门电流采集模块与adc采样模块中采样率的调整，能够实现同时对交流电和直流电的区分与采集。

32、2.为交流电和直流电分别设置了不同的特征指标，根据特征指标来对所需的特征进行提取，并根据特征的变化值来进行异常的判断，采集精度高，对于病毒攻击判断的更加准确。

技术特征：

1.一种高精度交直电流采集管理方法，其特征在于，应用于一种高精度交直电流采集管理系统，所述系统包括用于获取被测设备原始电流的磁通门电流采集模块、用于将所述磁通门电流采集模块输出的模拟电压信号转换为数字电压信号的adc采样模块、用于读取所述adc采集模块输出的所述数字电压信号的cpu主控模块、用于对所述cpu主控模块输出的采集电流信息进行特征提取的特征管理模块，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述磁通门电流采集模块采集所述原始电流之前，还包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述cpu主控模块获取采集电流初始样本，基于所述采集电流初始样本确定所述采集电流信息对应的电流类型，包括：

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述cpu主控模块基于所述电流类型调整所述adc采样模块的采样率，包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电流类型为交流电流时，所述特征指标为平均值、中位数、上四分位数、下四分位数、最大值、最小值、极值差、四分位距、标准差、方差、离散系数、偏斜度、峰度、fft最大值、fft最小值；

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于特征变化值判断所述原始电流的工作状态，包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述系统还包括用于对电流特征进行显示与预警的显示模块、对异常电流特征进行分析处理的云服务器；所述方法还包括：

8.一种高精度交直电流采集管理装置，其特征在于，应用于一种高精度交直电流采集管理系统，所述系统包括用于获取被测设备原始电流的磁通门电流采集模块、用于将所述磁通门电流采集模块输出的模拟电压信号转换为数字电压信号的adc采样模块、用于读取所述adc采集模块输出的所述数字电压信号的cpu主控模块、用于对所述cpu主控模块输出的采集电流信息进行特征提取的特征管理模块，所述装置包括：

9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-7任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种高精度交直电流采集管理方法、装置及电子设备，该方法包括磁通门电流采集模块采集原始电流，CPU主控模块获取采集电流初始样本，基于采集电流初始样本确定采集电流信息对应的电流类型；CPU主控模块基于电流类型调整ADC采样模块的采样率后，读取数字电压信号，并向特征管理模块输出采集电流信息；特征管理模块确定电流类型对应的特征指标，在预设的时间窗口内基于特征指标对采集电流信息进行特征提取，并基于特征变化值判断原始电流的工作状态。本申请实现了同时对交流电和直流电的区分与采集，并根据特征的变化值来进行异常的判断，采集精度高，对于病毒攻击判断的更加准确。

技术研发人员：徐文渊,程雨诗,王建安
受保护的技术使用者：杭州涿溪脑与智能研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15