CN110873828A - 一种用于铁路客运车辆的直流电路监测*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于铁路客运车辆的直流电路监测***，该***具备：至少一个数据采集模块，其与铁路客运车辆各直流控制回路中的被测直流信号连接，获取被测直流信号的电流，经过自激振荡、调理、滤波作用后，得到对应的直流采集信号；数据处理及诊断模块，其与各数据采集模块连接，分别对获取到的各直流采集信号进行异常判断，并输出相应的诊断信息；信息显示模块，其与数据处理及诊断模块连接，获取并解析各诊断信息，显示各直流控制回路的检测电流值，在异常情况下启动报警指示装置。本发明实现了客运车辆直流信号实时监测、状态评估、故障诊断、人机交互等功能，有效提高了车辆的行车安全及稳定性。

Description

一种用于铁路客运车辆的直流电路监测***

技术领域

本发明涉及信号监测领域，具体地说，是涉及一种用于铁路客运车辆的直流电路监测***。

背景技术

随着铁路车辆控制技术的不断发展，产品功能复杂，车辆电路大部分采用直流控制，车辆只有主功率回路电路中有直流信号监测，其它控制信号都没有可靠的监测方式。在这种情况下，车辆运行过程中故障不易快速定位、解决，造成车辆带故障运行使得行车安全存在重大隐患，安全性、可靠性都很难满足要求。因此直流信号监测就显得尤为重要。

在现有技术中，对于具有监测直流电路装置的列车而言，由于铁路客运车辆电气部件数量众多，直流电路复杂，对于行车安全性有非常重大的影响，直流电路常采用并联辅助触点的方式监测电路运行状态，这种方法没有直接监测电路本身运行状态，不能准确、客观地反映车辆运行状况，不利于车辆的安全运行。另外，对于不具有监测直流电路装置的列车，直流电路故障定位耗费时间较长，维修不便，车辆利用率低，可维护性差；同时缺少反馈机制，电路故障不能及时处理，可靠性低；还缺少实时监控功能，无法掌握车辆运行状态。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于铁路客运车辆的直流电路监测***，其特征在于，该***具备：至少一个数据采集模块，其与铁路客运车辆各直流控制回路中的被测直流信号连接，获取所述被测直流信号的电流，经过自激振荡、调理、滤波作用后，得到对应的直流采集信号；数据处理及诊断模块，其与各所述数据采集模块连接，获取各路所述数据采集模块发送的所述直流采集信号，分别对所述直流采集信号进行异常判断，根据判断结果输出相应的诊断信息；信息显示模块，其与所述数据处理及诊断模块连接，获取并解析所述诊断信息，基于解析结果，显示实时监测各路所述被测直流信号的检测电流值，在异常情况下启动报警指示装置。

优选地，每个所述数据采集模块包括：开口式电流互感器，其安装于被测直流信号线缆周围，用于检测所述被测直流信号线缆周围的磁场，根据磁场强度识别电流大小及方向，得到所述被测直流信号的电流；自激振荡器，其与所述开口式电流互感器连接，用于将直接采集到的被测直流信号电流与自激振荡的方波电路进行耦合，输出相应的方波振荡信号；有源增益滤波器，其与所述自激振荡器连接，用于将携带采集信号的所述方波振荡信号放大，滤除振荡信号；放大器，其与所述有源增益滤波器连接，用于将所述有源增益滤波器的输出信号进行放大调理，得到与预设的信号需求匹配的渐变信号；第二滤波器，其与所述放大器连接，用于将所述渐变信号进一步进行二次滤波处理，得到光滑的所述直流采集信号。

优选地，所述数据处理及诊断模块包括：FPGA单元，其与各所述数据采集模块连接，接收并读取所有所述直流采集信号，将读取结果转换为与所述直流采集信号对应的直流读取数据，并传输至处理器；所述处理器，其获取各个所述直流读取数据，确定其对应回路的信号通道，基于预设的针对不同信号通道的检测范围，对各所述直流读取数据进行异常判断。

优选地，所述处理器包括，数据处理前端缓冲区，其接收所述直流读取数据，按不同的信号通道及每路信号的接收顺序进行缓存，根据针对不同信号通道的分析完成标志信号，输出最先接收到的该路信号的所述直流读取数据；数据处理区，其接收所述数据处理前端缓冲区发送的所述直流读取数据，并判断各所述直流读取数据是否为异常数据，根据判断结果输出针对各个信号通道的所述诊断信息和所述分析完成标志信号。

优选地，所述数据处理区，其进一步当判断所述直流读取数据为非异常数据时，将当前所述直流读取数据与时间戳进行整合，得到针对当前信号通道的第一诊断信息，并按照预设的时间间隔输出至第一存储区。

优选地，所述数据处理区，其进一步当判断所述直流读取数据为异常数据时，确定其对应的信号通道，从所述第一存储区中调取针对该通道的异常发生前的所有所述第一诊断信息，将该信息与当前异常的所述直流读取数据进行整合，得到针对当前异常数据所属信号通道的第二诊断信息，并进一步生成故障数据及有效的异常标志指令。

优选地，所述数据处理区，其检测所述第二诊断信息，得到代表当前异常数据所在的直流控制回路状态的故障代码，结合与当前异常数据对应的所述第二诊断信息，生成相应的所述故障数据。

优选地，所述处理器还包括：第一存储区，其用于存储所述第一诊断信息，以将该区域内的信息作为实时监测所述被测直流信号的数据基础；第二存储区，其用于存储所述第二诊断信息，以将该区域内的信息作为实时监测所述被测直流信号的数据基础。

优选地，所述数据处理及诊断模块还包括：F-RAM单元，其接收并存储所有信号通道的所述故障数据；GPIO单元，其获取并检测所有信号通道的所述异常标志指令，将获取到的所述异常标志指令转换成故障报警驱动信号，并进行响应输出。

优选地，所述信息显示模块，其实时显示针对各个通道的所述第一诊断信息或所述故障数据。

与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：

本发明解决了现有车辆安全性低、可维护性差、可靠性低等问题，实现客运车辆直流信号实时监测、状态评估、故障诊断、人机交互等功能，有效提高了车辆的行车安全及稳定性。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本申请实施例的用于铁路客运车辆的直流电路监测***结构示意图。

图2为本申请实施例的用于铁路客运车辆的直流电路监测***中数据采集模块11的组成示意图。

图3为本申请实施例的用于铁路客运车辆的直流电路监测***中数据处理及诊断模块12的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

为了解决上述铁路客运车辆缺少直流信号监测的问题，本发明实施例提出了一种针对基于定制的开口式电流互感器检测铁路客运车辆直流信号进行实时监测的***，能够实时反馈故障信息，针对该故障进行准确定位，可以安全有效的解决从微小控制信号到功率信号的全部直流电路的监测，提高了列车运行的安全性和可靠性。

图1为本申请实施例的用于铁路客运车辆的直流电路监测***结构示意图。如图1所示，该***具备数据采集模块11、数据处理及诊断模块12、以及信息显示模块13。其中，数据采集模块11，其通过开口式电流互感器与铁路客运车辆各直流控制回路中的被测直流信号的输出端连接，获取被测直流信号的电流，经过自激振荡、调理、滤波作用后，得到对应的直流采集信号；数据处理及诊断模块12，其与各数据采集模块连接，获取各路数据采集模块发送的直流采集信号，分别对直流采集信号进行异常判断，根据判断结果输出相应的诊断信息；信息显示模块13，其与数据处理及诊断模块连接，获取并解析诊断信息，基于解析结果，显示实时监测各路被测直流信号的检测电流值，在异常情况下启动报警指示装置。需要说明的是，在本实施例中，能够检测一个或若干个位于铁路客运车辆中各直流控制回路的被测直流信号，每个被测直流信号配备一个针对该信号的数据采集模块11，因此，在该直流电路监测***中，具备至少一个数据采集模块11。

具体地，下面对该***的组成部件及其功能进行一一说明。

图2为本申请实施例的用于铁路客运车辆的直流电路监测***中数据采集模块11的组成示意图。如图2所示，该模块11具备：开口式电流互感器、自激振荡器、有源增益滤波器、放大器及第二滤波器。

具体地，针对每个数据采集模块11中的各组成部分进行详细说明：

开口式电流互感器，其安装于被测直流信号线缆周围，通过检测被测直流信号线缆周围的磁场，根据磁场强度识别电流大小及方向，从而得到被测直流信号的电流，完成被测直流信号电流的检测。具体地，本例中，开口式电流互感器检测到与已设定的标准方向相同的磁场方向时，可输出对应幅值的正电流；若检测到与已设定的标准方向相反的磁场方向，则输出对应幅值的负电流。现有的在一个交变对称电流源激励的铁心中，放置一个直流偏置磁场，此时，铁心中交变磁通的对称性将被破坏，磁通波形的正负半波相位将发生变化，相应地，检测绕组输出电压中的正、负半波将发生相对位移。由于正、负半波相位变化量的大小和方向可以反映直流偏置电流的大小和方向，利用这一特性测量直流电流，从而能够利用相位差磁调制式技术测量直流电流。进一步，采用开口式电流互感器测量被测直流信号的电流，这种方式在安装、测试及维护较普通的互感器使用上更加方便。需要说明的是，在本例中，还可采用与本申请类似的电流互感器进行被测直流信号的检测，本申请对此不作具体限定，本领域技术人员可根据实际情况对被测器件的类型进行选择。

自激振荡器，其与开口式电流互感器连接，将采集到的微小被测直流信号耦合进自激振荡的方波电路中，输出相应的方波振荡信号，有利于该方波振荡信号的传输，防止输入信号被干扰信号淹没。自激振荡的作用是将被测直流电流产生的磁场信号耦合进振荡波形中，因原电流信号产生的变化幅度较小，通过振荡波形耦合再进行放大、滤波等处理就可以将直流电流产生的信号提取出来，再进行后面的数据处理及分析。

有源增益滤波器，其与上述自激振荡器连接，先将携带采集信号的方波振荡信号放大，而后滤除振荡信号，仅保留放大采样信号，提高输入信号的信噪比值，优化上述方波振荡信号。

放大器，其与有源增益滤波器连接，将有源增益滤波器的输出信号进行放大调理，得到与预设的信号需求匹配的渐变信号。

第二滤波器，其与放大器连接，将从放大器中获取的渐变信号进一步进行二次滤波处理，得到光滑的直流采集信号。需要说明的是，本申请针对第二滤波器的类型不作具体限定，本领域技术人员可在实际应用过程中以满足功能目标为原则对第二滤波器的类型进行选择。

需要说明的是，参考图2，在本申请实施例中，由于数据采集模块11输出的直流采集信号可用于直流电压输出(例如：电压需求为-2.5～2.5V)或U/I转换电路(例如：电流需求为-25～25mA)或A/D转换电路数字量中任一后端电路中，因此，数据采集模块11能够从上述后端电路中获取有关被测直流信号将输出至何种电路的信号需求信息。进一步，可使电流互感器基于磁场强度，确定并识别输出电流的大小，还可以使得上述放大器基于当前信号需求信息确定输出信号的放大倍数，从而得到与信号需求匹配的渐变信号。

在通过数据采集模块11对被测直流信号进行采集后，可将得到的直流采集信号传输到数据处理及诊断模块12中。由于数据处理及诊断模块12与各数据采集模块11连接，因此，该模块12可按与之连接的数据采集模块11的连接点编号的不同，确定与采集模块编号对应的信号(类型)通道，对各直流采集信号按其类型分别进行诊断分析处理。其中，数据处理及诊断模块12对接收到的每种直流采集信号具有相同的诊断处理方法。

图3为本申请实施例的用于铁路客运车辆的直流电路监测***中数据处理及诊断模块12的结构示意图。如图3所示，该模块12包括FPGA单元121和处理器122。

具体地，首先，对FPGA单元121进行说明。FPGA单元，其各数据采集模块11连接，接收并读取所有直流采集信号，将读取结果进行数字化处理，转换为与直流采集信号对应的直流读取数据，并传输至处理器122。具体地，FPGA单元121与各数据采集模块11的第二滤波器连接，接收针对不同信号(种类)通道的所有直流采集信号，通过SPI接口将直流采集信号发送至FPGA单元121，利用SPI通信协议进行读取，使得读取结果与同(种类)通道直流采集信号的数据内容匹配，并将读取结果作为直流读取数据传输至处理器122。需要说明的是，在一个实施例中，FPGA单元121包括若干个读取区域，每个读取区域与一路数据采集模块11连接，读取对应(种类)通道的直流采集信号。其中，每个读取区域均能够根据信号输入自不同管脚点位，而识别出直流采集信号的(种类)通道，并进行(种类)通道的标记，将通道标记信息与该信号的读取结果(即被测直流信号检测值)等信息进行整合，得到针对被测直流信号种类的直流读取数据。另外，在本例中，利用SPI装置将直流采集信号传输至FPGA单元121中为本申请的一个具体示例，本申请对此不做具体限定，还可采用其他传输方式将信号输送至FPGA单元121。

其次，对处理器122进行详细说明。该单元122与FPGA单元121连接，获取各个分别与直流采集信号对应的直流读取数据，确定每个直流读取信号的对应回路的(类型)通道，基于预设的针对各信号(类型)通道的检测范围(每个通道的检测范围根据每个直流读取信号所在直流控制回路中的被测直流信号的检测范围的需求而设定的)，将当前直流读取数据进行异常判断，以输出相应的诊断信息。进一步地说，下面针对处理器122的结构及功能进行详细说明。参考图3，处理器122包括数据处理前端缓冲区1221、数据处理区1222、第一存储区1223、第二存储区1224、F-RAM单元1225、及GPIO单元1226等。需要说明的是，本申请还可通过其他处理器或控制***进行数据的处理，本申请对此不作具体限定。

首先，对数据处理前端缓冲区1221进行说明。数据处理前端缓冲区1221，其接收FPGA单元121发送的所有通道的直流读取数据，按不同的信号通道及每路信号的接收顺序进行缓存和发送。具体地，在本申请实施例中，当检测到有效的针对同种信号(类型)通道的分析完成标志信号时，向数据处理区1222发送相同信号(类型)通道的最先接收的直流读取数据，进一步，继续接收一个新的直流读取数据。需要说明的是，当数据处理前端缓冲区1221未接收到有效的分析完成标志信号时，对该区域内的已发送进来的若干直流读取数据按不同的信号通道(管脚点编号)进行缓存。

数据处理区1222，其接收并解析数据处理前端缓冲区1221发送的直流读取数据，获取通道标记信息和该信号的读取结果(即直流读取数据)，判断该直流读取数据是否为异常数据，再根据判断结果输出相应的诊断信息，并发送有效的分析完成标志信号。需要说明的是，当直流读取数据完成异常判断并输出诊断信息时，向上述数据处理前端缓冲区1221发送有效的针对当前异常数据通道的分析完成标志信号，从而对接收到的对下一个同(类型)通道的直流读取数据进行分析。

具体地，数据处理区1222中具备已定义完成的上述针对每种信号(类型)通道的可接受检测值的范围，若当前直流读取数据中的检测值超出预设的针对该信号(类型)通道的检测范围，则判定该数据的检测值为异常数据；否则为非异常数据。进一步地说，当判断直流读取数据为非异常数据时，将当前直流读取数据与时间戳进行整合，得到针对该信号(类型)通道的第一诊断信息，并以预设的时间间隔(以一定的输出频率)进行输出，存储在第一存储区1223中(在本例中，第一存储区1223集成于外部的NAND FLASH中)。与此同时，数据处理区1222生成有效的针对当前异常数据所属通道的分析完成标志信号，并向数据处理前端缓冲区1221发送。若在上述输出频率之外，则清除已判断为非异常数据的当前直流读取数据。需要说明的是，在本例中，对上述时间间隔的设定不作具体限定，本领域技术人员可根据列车当前运行模式、***精度需求等因素进行设定。

另外，当数据处理区1222判断当前直流读取数据为异常数据时，确定当前异常数据对应的信号(类型)通道，从上述第一存储区1223中调取针对该通道的异常发生前的所有第一诊断信息，同时将该信息与当前异常的直流读取数据进行整合，得到针对当前异常数据所属信号通道的第二诊断信息，并进一步生成针对当前异常数据的故障数据及有效的异常标志指令。与此同时，数据处理区1222当前情况下，生成有效的针对当前异常数据所属通道的分析完成标志信号，并向数据处理前端缓冲区1221发送。其中，数据处理区1222检测上述第二诊断信息，得到代表当前异常数据所在的直流控制回路状态的故障代码(下述)，结合与当前异常数据对应的第二诊断信息，生成相应的故障数据。

进一步的，在本例中，处理器122还具备NAND FLASH单元(未图示)，其中，NANDFLASH单元进一步包括第一存储区1223和第二存储区1224。需要说明的是，在实际应用过程中，第一存储区1223和第二存储区1224还可以采用SDRAM进行存储，本申请对这两个区域使用的存储器件的类型不作具体限定，本领域技术人员可根据实际应用情况进行选择。

然后，继续对第一存储区1223和第二存储区1224进行说明。第一存储区1223接收并存储数据处理区1222发送的第一诊断信息，由于该区域内存储的是针对非异常数据的诊断信息，因此，将该区域内的信息作为实时监测被测直流信号检测值的数据基础。第二存储区1224接收并存储上述第二诊断信息，该区域内的信息可作为历史故障查询的数据基础，还可以实时监测被测直流信号的数据基础，以达到显示故障数据的目的。

另外，处理器122还具备F-RAM单元1225和GPIO单元1226。F-RAM是一种低功耗、非易失性存储器，在电源被关闭或中断时，利用内部的PZT晶体保存内部数据，数据写入速度快、耐性高、寿命长。在本例中，F-RAM单元1225接收并存储所有通道的故障数据，并将该单元1225内的信息作为历史故障信息查询的数据基础。具体地，故障数据包括异常发生时生成的第二诊断信息、当前异常数据及故障代码等信息。其中，处理器122中预设有故障代码生成机制，该机制基于被测直流信号所在的直流控制回路中各测试点的标准参考值，综合设定而成，根据实时接收到的各回路状态数据生成代表当前回路状态的代码，在当异常发生时，便可生成代表当前异常数据所在直流控制回路状态的故障代码，从而得到对应的故障数据，在通过信息显示模块13显示故障数据时，使得工作人员能够立即知晓当前故障的直流控制回路的状态。

GPIO为通用可编程I/O端口，用于控制结构简单的外部设备或者电路(例如，许多设备/电路只要求有开/关两种状态)，且通过可编程逻辑将GPIO端口配置输入或输出的数据流向。在本例中，GPIO单元1226用于获取并检测上述针对各(类型)通道信号的异常标志指令，将该指令进行数模转换处理，转换成故障报警驱动信号进行响应输出，以启动与GPIO单元1226连接的外部报警指示装置，进行故障状态指示作用。当有任意通道发生故障时(即GPIO单元1226检测出针对各通道信号的有效的异常标志指令时)，GPIO单元1226驱动报警指示装置(例如：指示灯)显示故障状态，说明有通道数据故障。

最后，再次参考图3，针对信息显示模块13进行说明。信息显示模块13具备报警指示装置，与处理器122连接，主要实现人机交互，完成显示被测直流信号的检测电流值、故障报警、以及历史故障信息查询等功能。信息显示模块13用于实时显示针对各个通道的第一诊断信息或故障数据。具体地，在实际应用过程中，其一，该模块13通过实时接收并解析第一存储区1223发送的第一诊断信息，实时显示针对不同信号(类型)通道的被测直流信号的检测电流值。其二，信息显示模块13接收并检测故障报警驱动信号，当检测出该信号状态为有效时，启动报警指示装置，提示操作人员进行故障查询、故障分析、停车操作等后续的应对措施。另外，当操作人员通过信息显示模块13输入故障查询范围信息后，信息显示模块13可从F-RAM单元1225调取与故障查询范围匹配的查询结果，解析相应的故障数据，并显示包括异常数据(电流检测值)、异常数据所属通道、异常发生前的该通道内的所有第一诊断信息、故障代码在内的解析结果，有利于综合判断故障发生原因，进行更准确的故障定位。需要说明的是，在本实施例中，在获得上述查询结果后，不仅能够得到当前异常数据，还可查询到异常发生前检测值变化趋势的数据，更有利于操作人员综合分析故障原因，从而实施更为准确的应对措施。

需要说明的是，在本例中，处理器122能够同时对从各数据采集模块发送的多个被测直流信号进行并行的诊断分析处理，针对每种信号类型的被测直流信号均采用相同的处理方法，本申请对处理器122的具体结构不作限定。例如，可以将处理器122分成若干诊断处理通道，每个通道都具备与之对应的数据处理前端缓冲区、数据处理区及第一/第二存储区等，每个通道仅处理一种信号类型的被测直流信号且对当前获取到的直流读取信号按照接收顺序依次进行异常检测、故障状态判别、存储等处理。

具体地，在这一实施例中，每个诊断处理通道中的数据处理前端缓冲区，用于接收针对当前通道的直流读取数据，按当前信号通道及对应回路的信号的接收顺序进行缓存，根据针对当前信号通道的分析完成标志信号，输出最先接收到的该路信号的直流读取数据。每个诊断处理通道中的数据处理区，用于接收同一通道内的数据处理前端缓冲区发送的直流读取数据，并判断当前直流读取数据是否为异常数据，根据判断结果输出针对当前信号通道的诊断信息和分析完成标志信号，进一步将该分析完成标志信号发送至同一通道内的数据处理前端缓冲区。其中，数据处理区，进一步当判断当前直流读取数据为非异常数据时，将当前直流读取数据与时间戳进行整合，得到针对当前信号通道的第一诊断信息，并按照预设的时间间隔输出至同一通道内的第一存储区；当判断当前直流读取数据为异常数据时，确定其对应的信号通道，从同一通道内的第一存储区中调取针对该通道的异常发生前的所有第一诊断信息，将该信息与当前异常的直流读取数据进行整合，得到针对当前通道的第二诊断信息，并进一步生成故障数据及有效的异常标志指令。另外，每个诊断处理通道中的第一存储区，用于存储当前通道的第一诊断信息，以将该区域内的信息作为实时监测被测直流信号的数据基础。每个诊断处理通道中的第二存储区，用于存储当前通道内的第二诊断信息，以将该区域内的信息作为实时监测所述被测直流信号的数据基础。

综上所述，本发明实现了从微小控制直流信号至功率直流信号的全工况状态监测，通过相位差磁调制技术监测直流电路工作状态，实现直流电路信号的实时监测，易于维护，不会因为监测设备影响车辆功能，保证了车辆的安全行驶；并具备故障检测和报警机制，司机可根据故障提示做出对应操作，很大程度上降低了车辆***的故障率；同时，该装置安装方便，易于接入车辆电气***，可应用于动车、地铁、城际铁路等多种轨道交通车辆的电气车辆中，适用范围广。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种用于铁路客运车辆的直流电路监测***，其特征在于，该***具备：

至少一个数据采集模块，其与铁路客运车辆各直流控制回路中的被测直流信号连接，获取所述被测直流信号的电流，经过自激振荡、调理、滤波作用后，得到对应的直流采集信号；

数据处理及诊断模块，其与各所述数据采集模块连接，获取各路所述数据采集模块发送的所述直流采集信号，分别对所述直流采集信号进行异常判断，根据判断结果输出相应的诊断信息；

信息显示模块，其与所述数据处理及诊断模块连接，获取并解析所述诊断信息，基于解析结果，显示实时监测各路所述被测直流信号的检测电流值，在异常情况下启动报警指示装置。

2.根据权利要求1所述的监测***，其特征在于，每个所述数据采集模块包括：

开口式电流互感器，其安装于被测直流信号线缆周围，用于检测所述被测直流信号线缆周围的磁场，根据磁场强度识别电流大小及方向，得到所述被测直流信号的电流；

自激振荡器，其与所述开口式电流互感器连接，用于将直接采集到的被测直流信号电流与自激振荡的方波电路进行耦合，输出相应的方波振荡信号；

有源增益滤波器，其与所述自激振荡器连接，用于将携带采集信号的所述方波振荡信号放大，滤除振荡信号；

放大器，其与所述有源增益滤波器连接，用于将所述有源增益滤波器的输出信号进行放大调理，得到与预设的信号需求匹配的渐变信号；

第二滤波器，其与所述放大器连接，用于将所述渐变信号进一步进行二次滤波处理，得到光滑的所述直流采集信号。

3.根据权利要求1或2所述的监测***，其特征在于，所述数据处理及诊断模块包括：

FPGA单元，其与各所述数据采集模块连接，接收并读取所有所述直流采集信号，将读取结果转换为与所述直流采集信号对应的直流读取数据，并传输至处理器；

所述处理器，其获取各个所述直流读取数据，确定其对应回路的信号通道，基于预设的针对不同信号通道的检测范围，对各所述直流读取数据进行异常判断。

4.根据权利要求3所述的监测***，其特征在于，所述处理器包括，

数据处理前端缓冲区，其接收所述直流读取数据，按不同的信号通道及每路信号的接收顺序进行缓存，根据针对不同信号通道的分析完成标志信号，输出最先接收到的该路信号的所述直流读取数据；

数据处理区，其接收所述数据处理前端缓冲区发送的所述直流读取数据，并判断各所述直流读取数据是否为异常数据，根据判断结果输出针对各个信号通道的所述诊断信息和所述分析完成标志信号。

5.根据权利要求4所述的监测***，其特征在于，

所述数据处理区，其进一步当判断所述直流读取数据为非异常数据时，将当前所述直流读取数据与时间戳进行整合，得到针对当前信号通道的第一诊断信息，并按照预设的时间间隔输出至第一存储区。

6.根据权利要求5所述的监测***，其特征在于，所述数据处理区，

其进一步当判断所述直流读取数据为异常数据时，确定其对应的信号通道，从所述第一存储区中调取针对该通道的异常发生前的所有所述第一诊断信息，将该信息与当前异常的所述直流读取数据进行整合，得到针对当前异常数据所属信号通道的第二诊断信息，并进一步生成故障数据及有效的异常标志指令。

7.根据权利要求6所述的监测***，其特征在于，所述数据处理区，其检测所述第二诊断信息，得到代表当前异常数据所在的直流控制回路状态的故障代码，结合与当前异常数据对应的所述第二诊断信息，生成相应的所述故障数据。

8.根据权利要求6或7所述的监测***，其特征在于，所述处理器还包括：

第一存储区，其用于存储所述第一诊断信息，以将该区域内的信息作为实时监测所述被测直流信号的数据基础；

第二存储区，其用于存储所述第二诊断信息，以将该区域内的信息作为实时监测所述被测直流信号的数据基础。

9.根据权利要求6～8中任一项所述的监测***，其特征在于，所述数据处理及诊断模块还包括：

F-RAM单元，其接收并存储所有信号通道的所述故障数据；

GPIO单元，其获取并检测所有信号通道的所述异常标志指令，将获取到的所述异常标志指令转换成故障报警驱动信号，并进行响应输出。

10.根据权利要求6～9中任一项所述的监测***，其特征在于，所述信息显示模块，其实时显示针对各个通道的所述第一诊断信息或所述故障数据。

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