基于DSP+ARM的便攜式電能質量分析儀設計

      隨著國家工業規模的擴大和科學技術的發展, 電網負荷結構發生了很大的變化, 一方面, 非線性、沖擊性和不平衡負荷的大量增長使得電能質量惡化;另一方面, 隨著信息技術的發展。越來越多的敏感負載對電能質量的要求也越來越高。這就要求電能質量檢測分析設備具有實時檢測、快速分析、實時顯示的能力。采用高性能數字信號處理器(DSP)和嵌入式計算機系統(ARM)雙處理器架構設計電能質量分析儀能滿足上述要求。DSP系統實現電壓、電流信號的實時采集處理, 通過加窗傅里葉變換和小波算法得到電能質量參數;ARM嵌入式平臺運行WinCE操作系統完成人機交互、數據存儲、實時顯示等功能。該系統為儀器的可擴展性和智能化建立了良好的軟硬件平臺。
  1 硬件系統設計
  便攜電能質量分析儀硬件系統設計應以功能實現和便攜式設計為基礎, 并兼顧系統的可擴展性。
  1.1 硬件系統總體設計
  該硬件系統包括信號調理、數據采集與處理、ARM嵌入式平臺、協控制器和電源系統5個模塊, 系統框架如圖1所示。電網電壓電流信號經調理電路預處理;采用高速ADC數字化后由DSP處理器系統實現緩存及快速、準確的分析計算;采集到的波形數據和分析計算結果通過FIFO傳遞到ARM嵌入式平臺;采用LCD實現波形和分析結果顯示;采用SD卡或USB存儲設備來存儲大量的數據以便回放或進一步深入分析;利用鍵盤或觸摸屏實現人機交互功能;設置RS 232、USB和網絡接口, 便于實現電能質量分析儀的系統化和網絡化擴展。根據中國儀器儀表市場的需求及國內外儀器儀表行業的發展趨勢, 我公司從眾多的同類產品中精挑細選出一些技術先進, 質量可靠, 性價比高的品牌測量儀器推薦給用戶, 與日本柯尼卡美能達 Konica Minolta、美國Radiant、雷云光電Rayclouds、德國Instyument Systems、日本托普康Topcon、法國ELDIM、美國藍菲Labsphere、臺灣茂迪、德國GMC-I高美測儀、德國GMC-I  KURTH（庫爾特）, TESCOM, 有著緊密的合作聯系。