EM-500储能网关AI采集性能实测分析

EM-500是致远电子为工商储能应用打造的一款高性价比网关产品。在储能系统中，传感器数据的采集往往是刚需，为此EM-500内置了多通道高性能AI采集接口。那么，这套接口的实际表现究竟如何？我们通过一次完整的实测来验证。

先简单交代一下背景。EM-500定位为储能系统中的边缘EMS总控、通讯管理机、规约转换器或BAU电池管理总控。它集成了丰富的外设接口，能够支持各类BMS、PCS、空调、电表、屏显等设备的通讯传输。软件层面支持RT-Linux、Ubuntu等操作系统，以及IEC-61850等专用协议。简单说，这套设计就是为了广泛适配各类储能系统的本地能源管理需求。实物如图1所示。

在众多外设接口中，本文重点聊聊AI采集接口——它主要用于外部模拟量的采样与测量。EM-500的AI采集接口配有4个独立通道，内置12位高速SAR型ADC芯片。其工作原理基于逐次逼近，分多步将外部输入的模拟量转化为数字量。用户可通过设备串口，将每个通道灵活配置为电压采集模式或电流采集模式（配置方法可以参考产品在线文档）。典型应用接线如图2所示。

图2 AI接口典型应用图

性能指标方面：电压模式下，测量范围为DC 0~10V，精度1%以内，采样率40sps；电流模式下，范围为0~20mA，精度同样为1%以内，采样率也是40sps。

为了验证其在全量程范围内能否稳定满足1%的精度要求，我们搭建了一套测试环境，用到稳压电源、高精度万用表和电子负载。让我们一步步看实验过程和结果。

电压采集精度测量实验

实验框图与实物照片如下：

图3 电压采集精度测量实验框图

图4 电压采集精度测量实验图

图5 串口打印电压读数图

实验过程很直接：先将EM-500的AI接口配置为电压采集模式，稳压电源输出直流电压信号，同时送入EM-500的AI采集通道和高精度万用表。以高精度万用表的读数为基准，记录EM-500串口输出的电压测量值，两者相除即可算出采样精度。我们在DC 0~10V的全量程范围内均匀选取10个测试点，详细数据如下表1。

表1 电压精度测试数据

电流采集精度测量实验

电流精度测试的思路类似，但接线方式有所不同，因为需要串联电流回路。实验框图与实物照片如下：

图6 电流采集精度测量实验框图

图7 电流采集精度测量实验图

图8 串口打印电流读数图

具体操作：先将AI接口配置为电流采集模式，稳压电源输出电流信号。电子负载、高精度万用表与EM-500以串联方式连接。电子负载预先设定好负载电流值，信号依次流经电子负载、高精度万用表和EM-500。基准值仍取高精度万用表读数，串口读取EM-500测量到的电流值。在0~20mA范围内均匀取10个测试点，测量数据见表2。

表2 电流精度测试数据

综合以上两组实测数据，结论很清晰：EM-500的AI采集接口在全量程范围内均能满足1%以内的精度要求。对于储能场景中需要接入模拟量传感器、进行高精度采集的用户而言，这款产品确实是一个值得考虑的选择。

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