基于嵌入式系统的电能质量检测仪的研究与实现

针对当前电网电能质量检测的实际问题,借鉴已有的检测理论和实践成果,依据我国制定的电能质量检测仪器通用要求,结合嵌入式系统在电能质量检测中的应用,最终设计并研制了基于嵌入式DSP和ARM处理器双CPU为核心,辅以其它必要的嵌入式外围电路而组成的电能质量检测仪。利用DSP芯片强大的数字运算能力,完成基本电力参数和各项电能指标的计算和分析。利用ARM9系列微处理器速度快、高性能、外围接口丰富和方便移植嵌入式实时操作系统等优势,实现系统多任务调度,数据显示和存储等功能。 检测仪的硬件电路设计包括信号采集运算的DSP部分和数据显示存储的ARM部分。主要有数据采集模块电路设计、高速A/D转换电路设计、DSP最小系统设计、ARM最小系统和外围电路以及两个处理器之间数据传输模块双口RAM的电路设计。检测仪的软件设计与编写同样包括两个部分,在DSP子系统下,利用CSS3.1集成开发环境,完成数据采集与运算程序的编写。在ARM子系统下,实现WindowsCE5.0嵌入式操作系统的定制与安装,并在Windows CE5.0操作系统的基础上,利用VS2005开发工具设计实现了电能质量检测的主控软件。 最后,通过实验室三相电能功率标准源的实际测试,得到电能质量检测仪的实测数据,分析其测量误差并通过软硬件方式进行调试和修正。实验表明,本文研制的电能质量检测仪,其电力参数和各项电能质量指标的检测基本达到了预期准确度。