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便携电能质量分析仪设计方案
2011-07-28来源：中国仪表网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RS232接口进行隔离处理。
ARM与DSP之间通信和数据传输通过SPI接口和FIFO实现。ARM通过SPI接口发送命令，使DSP进行相应的数学运算及传输数据，系统设定ARM为主
设备，DSP为从设备。FIFO用于传输DSP的计算结果和波形数据；FIFO芯片采用低功耗异步芯片SN74ALVC7805数据传输率可达50MHz，数据存储深度为256B。
ARM嵌入式平台移植了WinCE操作系统。WinCE操作系统在实时管理、图形界面、开发环境等方面有着特有的优势，这为便携式电能质量分析仪的人机交互和网络化扩展提供了便利。
2、系统软件设计
系统软件设计包括ARM部分WinCE操作系统定制、应用程序设计和DSP部分数据处理程序设计。

WinCE是模块式、多任务、实时嵌入式操作系统，微软公司提供了功能强大的开发工具，WinCE操作系统定制包括操作系统内核定制、各相关驱动程序编写等。其内核的定制使用PB(PlatformBuilder)软件，相应的驱动程序开发使用EVC(EmbeddedVisualC++)。
(VisualStudio2005开发的C#窗体应用程序，其主要功能为：实现良好的人机界面、合理的功能设定、数据的接收显示及存储、对DSP和系统电源的控制等。
电能质量分析仪应用程序的界面是根据不同的测量用途来划分的，分为示波器、功率和能量、谐波、向量图、骤升骤降、闪变和瞬态等显示界面，不同的显示界面运行着不同的显示线程，每一个显示线程都有一个对应的数据传输模式。ARM根据这个数据传输模式来给DSP处理器发送命令，进行相应计算和传输相应的数据。

数据处理程序流程图如图3所示，程序启动后，DSP通过Setials中断读取ADC采样数据，同时接收SPI中断，根据ARM系统的命令进行相应的电能质量指标计算，将计算数据通过LinkPort传送给FIFO供ARM系统读取;IRQ0中断用于控制数据传送的节奏和数据同
电能质量指标的计算
—
eorwt
读取ADC
采样数据
IRQ0中断
IRQ0中断处理
LinkPort数据传送
设WARM数据接收结束标忐
传送结束
数据处理程序流程
0醴『【畸他界


电能质量分析仪需要对电力信号进行稳态分析和暂态分析。稳态分析包括检测三相电压、电流的有效值，电网频率，电压、电流的各次谐波及谐波总畸变率，电压、电流中的正序和负序分量;三相不平衡等的计算。暂态信号分析包含电压瞬变、短时电压骤升、骤降、电压闪变、短时严重波形畸变等检测内容。相对于稳态分析，暂态电能质量分析需要对信号
进行快速、实时、准确的测量与分析。
FFT变换是电能质量分析的重要工具，为提高采用FFT变换的计算精度，需要通过硬