CN104614615A - 一种便携式电能质量分析系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种便携式电能质量分析系统，它包括信号调理系统、数据采集和处理装置、协控制器、数据缓存器和ARM嵌入式系统，所述的信号调理系统连接在数据采集和处理装置上，所述的数据采集和处理装置分部通过协控制器和数据缓存器连接在ARM嵌入式系统上，所述的数据采集和处理装置还连接在ARM嵌入式系统上。其优点是：通过DSP实现数据采集与处理，快速准确的计算出各项电能质量指标，能够进行稳态分析和暂态分析，同时通过ARM嵌入式系统完成人机交互、数据存储、实时显示等功能。
Description
技术领域
本发明涉及电力监测领域，更具体的说是涉及一种便携式电能质量分析系统。
背景技术
随着国家工业规模的扩大和科学技术的发展，电网负荷结构发生了很大的变化，一方面，非线性、冲击性和不平衡负荷的大量增长使得电能质量恶化；另一方面，随着信息技术的发展。越来越多的敏感负载对电能质量的要求也越来越高。这就要求电能质量检测分析设备具有实时检测、快速分析、实时显示的能力。
发明内容
本发明提供一种便携式电能质量分析系统，其通过DSP实现数据采集与处理，快速准确的计算出各项电能质量指标，能够进行稳态分析和暂态分析，同时通过ARM嵌入式系统完成人机交互、数据存储、实时显示等功能。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种便携式电能质量分析系统，它包括信号调理系统、数据采集和处理装置、协控制器、数据缓存器和ARM嵌入式系统，所述的信号调理系统连接在数据采集和处理装置上，所述的数据采集和处理装置分部通过协控制器和数据缓存器连接在ARM嵌入式系统上，所述的数据采集和处理装置还连接在ARM嵌入式系统上。本发明信号调理系统接收电网电压电流输入信号，并将调理信号发送给数据采集和处理装置；并通过数据采集和处理装置实现对数据的采集和处理；协控制器用于产生采用时钟、完成采样通道的时序控制、综合数据缓存器读时钟逻辑、网卡地址控制逻辑和DSP启动模式的设置。
更进一步的技术方案是:
还包括电源系统，所述的电源系统分部与数据采集和处理装置和ARM嵌入式系统相连。电源系统可对数据采集和处理装置和ARM嵌入式系统提供电源，反过来，ARM嵌入式系统也可对电源系统进行控制管理。
所述的信号调理系统包括前级调理电路。
所述的数据采集和处理装置包括A/D转换器、DSP和动态随机存储器，所述的A/D转换器、DSP和动态随机存储器依次连接。
所述的前级调理电路连接在A/D转换器上，且A/D转换器连接在协控制器上，所述的DSP通过SPI接口连接在ARM嵌入式系统上。
所述的ARM嵌入式系统包括ARM处理器和分部连接在ARM处理器上的数据存储器、动态随机存储器、LCD接口、USB接口、SD卡接口、网卡接口、光隔离器接口和键盘触摸屏接口。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明的DSP实现数据采集与处理，快速准确的计算出各项电能质量指标，能够进行稳态分析和暂态分析，并通过ARM嵌入式系统可完成人机交互、数据存储、实时显示等功能。
2、本发明的可靠性高，并为实现电能质量分析仪智能化及网络化提供了良好的平台。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1为本发明的系统框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
[实施例1]
如图1所示的一种便携式电能质量分析系统，它包括信号调理系统、数据采集和处理装置、协控制器、数据缓存器和ARM嵌入式系统，所述的信号调理系统连接在数据采集和处理装置上，所述的数据采集和处理装置分部通过协控制器和数据缓存器连接在ARM嵌入式系统上，所述的数据采集和处理装置还连接在ARM嵌入式系统上。
本发明信号调理系统实现对电网电压电流输入并将调理信号输入到数据采集和处理装置，数据采集和处理装置完成对信号的采集和处理。ARM嵌入式系统完场人机交互、数据存储和实时显示等功能。
[实施例2]
本实施例在实施例1的基础上，还包括电源系统，所述的电源系统分部与数据采集和处理装置和ARM嵌入式系统相连。电源系统不仅为数据采集和处理装置和ARM嵌入式系统提供电源，且ARM嵌入式系统也可反过来对电源系统进行管理控制。
[实施例3]
本实施例在上述实施例的基础上，做了具体的细化：所述的信号调理系统包括前级调理电路。
所述的数据采集和处理装置包括A/D转换器、DSP和动态随机存储器，所述的A/D转换器、DSP和动态随机存储器依次连接。
所述的前级调理电路连接在A/D转换器上，且A/D转换器连接在协控制器上，所述的DSP通过SPI接口连接在ARM嵌入式系统上。DSP通过SPI接口与ARM嵌入式系统相连，可实现ARM嵌入式系统与DSP之间的命令传送。
本发明的前级调理电路接收到的电网电压电流输入信号，并将调理信号发送给A/D转换器。协控制器可选用CPLD芯片其主要是用于产生A/D转换器所需要的采样时钟、完成采样通道的时序控制、综合数据缓存器读时钟逻辑、网卡地址控制逻辑和DSP启动模式的设置。DSP选用ADI公司的ADSP-21161N32位浮点DSP芯片。该芯片采用超级哈佛结构，拥有多条内部总线、高速运算单元、大容量存储器、灵活多样的外部接口。它的内核工作频率可达100 MHz，外部总线工作频率可达50 MHz，运算处理速度可高达600 MIPS，以较低的工作频率实现了较高的处理能力，同时降低了功耗。而ADI公司提供的根据处理器量身制作的IDE环境极大的方便了DSP软件开发，最大程度上发挥了处理器的性能。DSP实现电压、电流信号的实时采集处理得到电能质量参数。
[实施例4]
本实施例在上述实施例的基础上，做了如下细化：所述的ARM嵌入式系统包括ARM处理器和分部连接在ARM处理器上的数据存储器、动态随机存储器、LCD接口、USB接口、SD卡接口、网卡接口、光隔离器接口和键盘触摸屏接口。
ARM嵌入式系统采用ARM处理器，且在ARM处理器上设置多个外部接口。其中ARM处理器可选用三星公司ARM处理器S3C2410芯片，LCD接口用于TFT液晶屏的驱动；USB接口适用于多种即插即用设备；SD卡接口可插入大容量SD卡用于数据存储；触摸屏接口可实现触摸屏控制。为了实现仪器的网络化，该系统扩展了网卡芯片CS890OA；为了系统调试的安全性，将RS 232接口进行隔离处理。ARM嵌入式系统完成人机交互、数据存储、实时显示等功能。
如上所述即为本发明的实施例。本发明不局限于上述实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下做出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种便携式电能质量分析系统，其特征在于：它包括信号调理系统、数据采集和处理装置、协控制器、数据缓存器和ARM嵌入式系统，所述的信号调理系统连接在数据采集和处理装置上，所述的数据采集和处理装置分部通过协控制器和数据缓存器连接在ARM嵌入式系统上，所述的数据采集和处理装置还连接在ARM嵌入式系统上。
2.根据权利要求1所述的一种便携式电能质量分析系统，其特征在于：还包括电源系统，所述的电源系统分部与数据采集和处理装置和ARM嵌入式系统相连。
3.根据权利要求1所述的一种便携式电能质量分析系统，其特征在于：所述的信号调理系统包括前级调理电路。
4.根据权利要求3所述的一种便携式电能质量分析系统，其特征在于：所述的数据采集和处理装置包括A/D转换器、DSP和动态随机存储器，所述的A/D转换器、DSP和动态随机存储器依次连接。
5.根据权利要求4所述的一种便携式电能质量分析系统，其特征在于：所述的前级调理电路连接在A/D转换器上，且A/D转换器连接在协控制器上，所述的DSP通过SPI接口连接在ARM嵌入式系统上。
6.根据权利要求1所述的一种便携式电能质量分析系统，其特征在于：所述的ARM嵌入式系统包括ARM处理器和分部连接在ARM处理器上的数据存储器、动态随机存储器、LCD接口、USB接口、SD卡接口、网卡接口、光隔离器接口和键盘触摸屏接口。
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