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《湖南大学》 2006年
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基于嵌入式的电能质量数据采集系统的研究与设计

申伟杰  
【摘要】: 20世纪80年代以来,随着国民经济的高速发展,电的使用越来越广泛。但是,各种非线性、冲击性和不对称性负荷的大量投入使用,使电网供电电压的非线性、不稳定性和不对称性日趋严重。本文在研究了国内外电能质量相关文献的基础上,结合最新的计算机技术、信息处理技术、自动化技术、集成电路技术以及微电子技术,研究和开发了高精度多功能电能质量数据采集装置,为改善电能质量和制定有关电能质量的治理措施和政策提供必要的依据。 首先,本文分析了电能质量研究的发展趋势以及电能质量数据采集系统开发的必要性,并针对国内电能质量数据采集系统发展的现状和存在的问题,提出了一种新的电能质量数据采集系统的三层结构模型:前端DSP数据采集系统、MCU数据管理系统和远程电能质量数据监测与分析系统,分析并证明了该方案对电能质量数据的监测具有明显的优越性;然后,针对前端DSP数据采集系统的特殊性和功能需求,深入地探讨了数据采集与A/D转换、三相同步采样和DSP核心处理等模块的硬软件的设计与开发技术;并在前端DSP数据采集系统的基础上深入研究了电能质量数据的DSP计算方法,提出了一种基于IEC标准的波动与闪变实时测量算法,并用DSP进行了仿真测试,取得了较好的试验效果;一个性能强劲而可靠的MCU数据管理模块是系统的基础,本文构建了ARM+Linux的系统架构设计方案,着重研究了Linux设备驱动程序的编写与实现方法,针对嵌入式GUI环境下的驱动开发进行了具体的分析和设计;最后,基于上述研究的成果,成功地研制了一种基于ARM+DSP的电能质量数据采集系统。 现场运行结果表明,该系统具有稳定可靠、测量精度高、扩展灵活、安装方便、操作简单、易于维护、友好的人机交互界面、等特点,也表明了本文所研发的成果的有效性和应用价值。
【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TP274.2

【引证文献】
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1 王新金;毛晓波;陈铁军;;高精度标准电能表设计方法[J];电测与仪表;2009年09期
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1 王晓锋;基于虚拟仪器技术的电能质量检测系统的研究与开发[D];沈阳农业大学;2010年
2 朱宏涛;电网数据采集系统建模与数据压缩品质影响的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 郭磊;电能质量实时监测装置的研究与设计[D];西安科技大学;2008年
4 何正林;配变电安全监控系统的开发与研究[D];中南大学;2008年
5 陈树;基于ARM和DSP技术的电能质量监测系统的研究与设计[D];南京理工大学;2009年
6 周男;基于DSP的单相电能质量分析仪的研究与设计[D];大庆石油学院;2009年
7 韩坤;基于ARM和USB2.0的瞬变电磁数据采集系统的研究与设计[D];中南民族大学;2009年
8 满勇;电能质量实时监测终端装置的研究与设计[D];华北电力大学(北京);2010年
9 杨鹏;基于嵌入式系统的谐波分析算法及装置研究[D];郑州大学;2010年
【参考文献】
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2 施奕平,吴国安;基于DSP的电能质量监测仪[J];电测与仪表;2002年01期
3 马利人,傅士冀,彭中华;无功电能测量新技术[J];电测与仪表;2002年02期
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8 胡铭,陈珩;电能质量及其分析方法综述[J];电网技术;2000年02期
9 陈志业,尹华丽,李鹏;电能质量及其治理新技术[J];电网技术;2002年07期
10 周雪松,何彦民,马幼捷,相伟;TMS320F2812在电力系统多通道同步交流采样中的应用[J];电子技术应用;2005年04期
【共引文献】
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2 王静;;基于ARM的太阳能电站远程监控系统的研究[J];安防科技;2007年10期
3 吴俊君;;智能楼宇门禁系统研究与实现[J];安防科技;2008年02期
4 刘振永;高恒志;;嵌入式系统在远程监控中的应用[J];安防科技;2008年06期
5 管凤旭;徐冉;杨伟;;基于WinCE和GPRS的安防报警系统设计[J];安防科技;2010年02期
6 周虹宇;程乃伟;;安全防范区域复合通讯模式研究[J];安防科技;2010年09期
7 孟庆峰;;实时内核uC/OS-Ⅱ在S3C44B0X上移植的研究与实现[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2008年01期
8 冯先成;李寒;段文潇;陈颖;;嵌入式系统实验与教学应用研究[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2011年04期
9 陶保壮;;基于ARM7的嵌入式操作系统μc/OS-Ⅱ平台的剖析与实现[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2009年02期
10 汪萍;;基于ARM的上刮式发卡模块的应用设计[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2010年04期
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1 陈花;马学森;韩江洪;魏振春;;μC/OS-Ⅱ在LPC2119微处理器上移植的研究和实现[A];2005年“数字安徽”博士科技论坛论文集[C];2005年
2 王彪;;基于LPC2138的TFT触摸屏人机交互模块设计[A];2011中国仪器仪表与测控技术大会论文集[C];2011年
3 杨振宇;赵剑锋;唐国庆;;电能质量的经济评估以及改善方案的净现值确定[A];江苏省电工技术学会成立十周年庆典暨2004年学术年会论文集[C];2004年
4 李卫国;葛纫秋;;一种基于uClinux的便携式邮件接收器的设计[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集(上)[C];2006年
5 陈俊;吕恒;武穆清;;VIVI在S3C2410处理器上的应用及启动流程分析[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集(下)[C];2006年
6 李冰;孙建平;;基于S3C2410与嵌入式Linux的网络视频监控[A];中国电子学会第十五届信息论学术年会暨第一届全国网络编码学术年会论文集(下册)[C];2008年
7 王建东;徐伯夏;;基于DM642的实时图像编解码系统研究[A];全国第二届嵌入式技术联合学术会议论文集[C];2007年
8 彭婧;赵保军;;基于VC++6.0的同步串行电路和异步串行电路控制[A];全国第二届嵌入式技术联合学术会议论文集[C];2007年
9 杜传利;曾翠娟;;嵌入式GPS/DR组合导航系统的硬件设计与实现[A];第13届全国计算机、网络在现代科学技术领域的应用学术会议论文集[C];2007年
10 林书禹;谢存禧;张铁;李琳;;移动机器人控制系统的数字PID混合控制[A];第十届粤港机电工程技术与应用研讨会暨梁天培教授纪念会文集[C];2008年
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1 易吉良;基于S变换的电能质量扰动分析[D];湖南大学;2010年
2 张红兵;基于ARM的双丝脉冲MIG高速焊分布式控制系统的研究[D];华南理工大学;2010年
3 刘慧芳;非并网风电直供系统方案设计及控制策略研究[D];中国地质大学(北京);2011年
4 雷之力;微网谐波振及电压暂降的评估与控制[D];华北电力大学(北京);2011年
5 王先超;三值光学计算机监控系统之任务管理及其理论研究[D];上海大学;2011年
6 徐一鸣;小灵巧炸弹末制导关键技术研究[D];南京理工大学;2011年
7 王光德;中小型煤矿氡监测等关键技术研究[D];成都理工大学;2011年
8 盘宏斌;综合型电能质量调节装置的理论与技术研究[D];湖南大学;2009年
9 温和;新型窗函数与改进FFT谐波分析方法及应用研究[D];湖南大学;2009年
10 国添栋;基于盲源分离理论的闪变和间谐波检测技术研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
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1 王立飞;基于ARM的三相交流异步电动机调速系统研究[D];华中农业大学;2010年
2 张良清;基于嵌入式技术的高精度程控直流电源的研究[D];安徽工程大学;2010年
3 左宗鹏;基于DSP的车牌识别系统研究[D];安徽工程大学;2010年
4 宫明广;基于ARM平台分布式测控终端设计[D];南昌航空大学;2010年
5 张磊;基于ARM的矿用监测分站[D];山东科技大学;2010年
6 胡晓亮;嵌入式系统软件GUI中间件研究与设计[D];山东科技大学;2010年
7 刘立辉;基于嵌入式系统平台的城市噪声分布地图[D];山东科技大学;2010年
8 朱凯;基于ARM和μC/OS-Ⅱ的数据采集器的研究与设计[D];山东科技大学;2010年
9 刘强;基于ARM9的机器人远程控制系统研究[D];山东科技大学;2010年
10 张君通;基于FPGA的图像采集处理系统研究[D];长春理工大学;2010年
【同被引文献】
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1 陈传岭,杨宪,孟耕,左敏柱,王新亚,赵静涛;高精度(0.02级)标准电能表的设计[J];电测与仪表;2003年11期
2 郭晓丽,闫承志,陈劲操;电压波动和闪变实时检测的研究与实现[J];电测与仪表;2004年02期
3 孙晓明,田立军,秦英林;基于虚拟仪器的IEC电压闪变测量研究[J];电测与仪表;2004年11期
4 刘敏;王克英;;基于加窗双峰谱线插值的高精度FFT谐波分析[J];电测与仪表;2006年03期
5 张振川;余滨江;赵旭;邓少军;;基于ADS8364的电能质量监测采集系统设计[J];电测与仪表;2006年04期
6 姜志玲;王勋;;电能质量的在线分析与监测[J];电测与仪表;2007年09期
7 李加升;罗轶峰;戴瑜兴;;电能质量监测装置数据采集模块设计与应用[J];电测与仪表;2008年04期
8 苏士美;杨鹏;;基于DSP和ARM的新型电力谐波监测仪设计[J];电测与仪表;2009年11期
9 李智勇;吴为麟;;基于分形测度的电压暂降持续时间检测[J];电工技术学报;2007年09期
10 毛筱,肖雁鸿,龚理专;FFT应用于谐波测量中频谱泄漏的分析与处理[J];电工技术杂志;2001年02期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 亓学广;基于FFT和小波变换的电力系统谐波检测方法研究[D];山东科技大学;2007年
2 毕研秋;电力系统数据压缩的算法研究及通信网络仿真[D];山东大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 兰洋;故障录波文件的数据压缩研究[D];四川大学;2002年
2 梅雪;小波在电能质量检测和分类中的应用[D];浙江大学;2004年
3 赵会英;配网自动化与配变终端装置设计[D];南京理工大学;2004年
4 李涛;基于GPRS无线通信技术的配变实时管理系统的研究[D];山东大学;2005年
5 贺抒;基于GPRS无线通信的配变自动化系统研究[D];中南大学;2005年
6 武镜海;基于嵌入式技术的电能质量在线监测系统的研究[D];清华大学;2005年
7 周国华;基于DSP的瞬变电磁探测系统设计与实现[D];吉林大学;2006年
8 陈晓平;基于嵌入式的电能质量监测系统的研究与应用[D];湖南大学;2006年
9 高文国;基于ARM的嵌入式视频监控终端的设计与实现[D];中国科学院研究生院(沈阳计算技术研究所);2006年
10 孙继蕃;基于嵌入式系统的电力系统谐波分析装置的设计[D];河海大学;2007年
【二级引证文献】
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1 仝战营;郭课;郭贝贝;;基于SOPC的电力参数测量系统设计[J];河南机电高等专科学校学报;2011年06期
2 杨超颖;;电能质量数据压缩算法研究[J];四川电力技术;2012年01期
3 李心阳;唐厚君;;基于OMAPL138的电能质量监测系统的设计[J];微计算机信息;2011年06期
4 袁怀民;;提高电能表可靠性及精度的措施[J];现代建筑电气;2010年10期
5 陈斯;杨增汪;戴新宇;;基于TCC081C的多功能单相载波电能表[J];自动化与仪表;2012年01期
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1 王时胜;李昌;刘祥印;欧阳伟;沈力军;徐贞华;;基于CAN总线的配电网故障选线数据采集机的设计[A];中国计量协会冶金分会2011年会论文集[C];2011年
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1 卜凡鹏;固态切换开关(SSTS)的研究[D];北京交通大学;2011年
2 张勤进;船舶电网电能质量实时监测终端的研究与设计[D];大连海事大学;2011年
3 吴海强;多功能电能质量监测仪的研究与设计[D];中南大学;2011年
4 敖华;风电质量监测与管理系统研究[D];华南理工大学;2011年
5 王瑜;基于DSP的电能质量检测仪的研制[D];西南交通大学;2011年
6 任广军;铁路智能电能监测系统的研究[D];天津大学;2010年
7 广建设;基于DSP的电能质量监测仪设计与开发[D];湖南大学;2010年
8 陈宏;基于FPGA的电能质量监测装置的研究[D];东北农业大学;2010年
9 杨鹏;基于嵌入式系统的谐波分析算法及装置研究[D];郑州大学;2010年
10 王斌;改进的Hilbert-Huang变换方法及电能质量检测装置研究[D];长沙理工大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 宋光清,雷惠博;跨相接线无功电度表的方法误差[J];电测与仪表;2001年12期
2 张洪武,王秉君,于晓林;几种无功功率测量方法的分析[J];电测与仪表;1997年10期
3 蔡亮,陈国雄,潘祖善;采用简化的普罗尼谱估计法的谐波电流检测方法[J];电工技术学报;1999年01期
4 邵明,钟彦儒,余建明;基于小波变换的谐波电流的实时检测方法[J];电力电子技术;2000年01期
5 韩英铎,严干贵,姜齐荣,黄民聪;信息电力与FACTS及DFACTS技术[J];电力系统自动化;2000年19期
6 蒋平,王宝安,赵剑锋,戴先中;配电网串并联复合有源电力滤波器的仿真研究[J];电力系统自动化;2002年19期
7 杨桦,任震,唐卓尧;基于小波变换检测谐波的新方法[J];电力系统自动化;1997年10期
8 王建赜,冉启文,纪延超,柳焯;基于小波变换的时变谐波检测[J];电力系统自动化;1998年08期
9 于海生,潘松峰,吴贺荣;基于复序列FFT和锁相原理的电参数测量[J];电网技术;2000年03期
10 祁才君;樊伟敏;章安元;;PLD器件和ISP Synario System开发系统[J];电子测量技术;1998年03期
【相似文献】
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1 杨胜利;梁铭;;基于ARM+DSP嵌入式数控系统设计[J];硅谷;2010年19期
2 魏辉;丁光哲;;基于ARM的FIR滤波器的实现[J];河南机电高等专科学校学报;2007年01期
3 陈晓辉;罗新民;罗俊平;;基于ARM+DSP的认知无线电终端设计[J];电讯技术;2008年06期
4 张庆海;倪瑛;;消防侦察机器人通信控制系统的设计[J];南京工业职业技术学院学报;2011年02期
5 高治律;刁帮喜;;基于ARM & DSP的管螺纹梳刀刀片检测仪[J];机械工程与自动化;2009年04期
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7 马陈燕;程培英;;基于共享内存的多处理器系统间通信技术研究[J];福建电脑;2010年07期
8 陈忠泽;邓贤君;;基于ARM+DSP架构的嵌入式数字硬盘录像机主机系统设计[J];数字技术与应用;2010年06期
9 何鹏;;热成像型无线火灾监测终端设计及实现[J];微计算机应用;2007年08期
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1 王俊;刘缠牢;赵丁;;基于嵌入式系统的激光粒度仪电路设计[A];2010年西部光子学学术会议摘要集[C];2010年
2 鲁昌华;张校菲;张啸;;基于ARM+DSP的嵌入式绣花机电控器的设计[A];2009全国虚拟仪器大会论文集(二)[C];2009年
3 章敏凤;申忠宇;龙素华;;基于DSP+ARM的两足机器人控制系统设计[A];2009年中国智能自动化会议论文集(第二分册)[C];2009年
4 胡玉川;高世桥;;基于ARM与DSP的雷达信号处理机的设计[A];2006“数学技术应用科学”[C];2006年
5 王伟;靳祥林;汪军;;新型原理自动准同期装置在大型抽水蓄能电站中的应用[A];抽水蓄能电站工程建设文集(2007)[C];2007年
6 郑竞宏;朱守真;武镜海;;新型电能质量在线监测[A];2006电力系统自动化学术交流研讨大会论文集[C];2006年
7 鲁昌华;浦香君;田苗;;嵌入式电脑绣花机中ARM与DSP串行通信设计[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集(2)[C];2008年
8 丛大成;黄其涛;韩俊伟;;嵌入式控制系统在液压振动台控制中的应用[A];第三届全国虚拟仪器大会论文集[C];2008年
9 李才勇;朱志伟;赵燕钢;;基于32位ARM和DSP的高端继电保护平台[A];2006中国电力系统保护与控制学术研讨会论文集[C];2006年
10 吴平;曹晓琳;丁铁夫;;基于uClinux的语音数据采集系统[A];第七届青年学术会议论文集[C];2005年
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1 本报记者 赵艳秋;x86、ARM争夺嵌入式市场 软件将是制胜砝码[N];中国电子报;2009年
2 张志鹏;宗教因素与经济周期的波动[N];中国民族报;2010年
3 中期研究院指数研究组;国际农产品大幅波动[N];期货日报;2011年
4 本报记者 于萍;价格“变脸”加剧有色业绩波动[N];中国证券报;2011年
5 柴小瑞;ARM的另类生存[N];文汇报;2002年
6 ;网络:45nm多核DSP实现下一代无线标准功能[N];中国电子报;2008年
7 本报记者 周源;ARM能成为真正的挑战者吗?[N];网络世界;2010年
8 本报记者 赵艳秋;英特尔与ARM谁将最终获胜?[N];中国电子报;2010年
9 唐曜华;大幅波动的存款也要打假[N];证券时报;2011年
10 本报记者 于祥明;矿产市场初见起色预计下半年波动前行[N];上海证券报;2009年
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1 姚远;人民币有效汇率的波动及其经济效应研究[D];吉林大学;2011年
2 薛永刚;人民币汇率及其波动实证研究[D];华南理工大学;2011年
3 杜长江;系统性风险的来源、预警机制与监管策略[D];南开大学;2010年
4 李辉;改进的离散余弦反变换迭代算法研究与音频DSP核设计[D];电子科技大学;2010年
5 季托;国际石油价格波动行为机理及预测模型研究[D];东北石油大学;2011年
6 赵庆亮;基于DSP的自动平衡控制理论与方法研究[D];北京化工大学;2012年
7 李钷;发动机平衡控制的关键技术研究[D];武汉大学;2010年
8 宫晓婞;干散货远期运费市场波动性及行为特征研究[D];大连海事大学;2011年
9 于宝东;香港经济周期波动研究[D];武汉大学;2005年
10 钱勤建;波状游动物体的推进性能及优化[D];中国科学技术大学;2011年
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1 吴积荣;基于ARM与DSP的纸箱打样机数控平台的开发[D];广东工业大学;2011年
2 申伟杰;基于嵌入式的电能质量数据采集系统的研究与设计[D];湖南大学;2006年
3 张彭朋;基于嵌入式ARM和DSP的视频监控系统智能监控技术研究[D];南华大学;2011年
4 刘国栋;基于ARM与DSP的机器视觉硬件平台设计与研究[D];郑州大学;2010年
5 王振;基于双CPU的电力参数监测仪的研究与设计[D];武汉理工大学;2005年
6 卢希飞;软件无线电通用信号处理系统的研制[D];南京航空航天大学;2005年
7 赵忖;基于DSP/ARM的图像增强技术[D];大庆石油学院;2006年
8 汪林川;基于计算机视觉的嵌入式监控系统的设计与实现[D];电子科技大学;2005年
9 武镜海;基于嵌入式技术的电能质量在线监测系统的研究[D];清华大学;2005年
10 高瑞;基于ARM+DSP的光电色选机控制系统研究[D];武汉工业学院;2009年
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