基于蓝牙无线局域网的电能质量监控的研究

摘要

蓝牙技术作为一个全球范围内短距离无线通信协议标准，旨在建立通用的低功耗、低成本接口及其控制软件的标准。本文对于蓝牙无线通信技术网络化在电能质量监控中的应用进行了理论的探索，并对电能质量监控采集模块的建立进行了技术探讨。
　　本文首先对基于蓝牙局域网技术的电能质量采集原理进行了分析，然后对电能质量监控系统中的数据采集处理模块组了详细的设计，其次，在蓝牙技术应用方面提出了一种基于蓝牙主机控制接口的开发方案，重点介绍了解决方案的理论基础——蓝牙的HCI协议，对HCI的软硬件进行了剖析，解决了由于高层协议编写复杂，购买成本高带来的应用上的一系列问题。最后，文章对基于蓝牙无线局域网络的电能质量监控系统进行整体方案设计，不仅实现了用蓝牙无线设备代替有限电缆传输并且利用个人数字助理PDA可以实现对多处监测点的现场实时监测，省却了监测现场大量昂贵的显示设备，同时满足了移动性和可靠性等要求。
　　为了验证数据采集处理模块的可用性，本文对基本电能质量检测指标的标准值进行了仿真，仿真结果验证了该模块具有可行性。本文通过PDA接收端的电能质量监控系统数据采集显示工具可以采集到来自蓝牙从设备的电能质量监控数据，从而实现了对采集点电能质量的实时无线监控功能。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景与意义

1．2 电能质量监控及其通信方式的发展和现状

1．2．1 电能质量的检控方式

1．2．2 监测系统中的通信方式

1．3 蓝牙无线技术基本知识

1．3．1 蓝牙技术特性及网络结构

1．3．2 蓝牙系统的体系结构

1．3．3 蓝牙应用模型

1．4．本课题的内容和任务

第2章 基于蓝牙局域网技术的电能质量采集原理

2．1 电能质量检测指标和测量原理

2．1．1 谐波的测量

2．1．2 电压、电流测量

2．1．3 各种功率及功率因数的测量

2．1．4 频率的测量

2．2 蓝牙的自适应跳频技术

2．2．1 自适应跳频技术原理

2．2．2 跳频技术在蓝牙中的应用

2．2．3 蓝牙AFH原理

2．3 蓝牙局域网技术原理及其应用优势

2．3．1 无线局域网组网方式分析

2．3．2 蓝牙无线局域网技术的应用优势

第3章 电能质量监控系统中数据采集处理模块的实现

3．1 电能数据采集处理模块的硬件设计

3．1．1 模拟输入前端通道

3．1．2 抗混叠滤波器

3．1．3 同步采样和锁相环电路

3．1．4 高速六通道同时采样A／D转换器

3．2 数值关系

3．3 显示器电路

第4章 基于蓝牙无线局域网系统的主机控制接口的开发

4．1 蓝牙主机控制接口

4．1．1 蓝牙软件栈底层

4．1．2 蓝牙主机控制接口流量控制

4．1．3 物理总线结构

4．2 控制接口命令和事件

4．2．1 控制接口的命令分组

4．2．2 控制接口事件分组

4．2．3 控制接口数据分组

4．3 控制接口的软硬件

4．3．1 控制接口软件

4．3．2 控制接口硬件

4．4 蓝牙替代模块的整体设计

4．4．1 替代模块的硬件设计

4．4．2 蓝牙替代模块的软件设计

第5章 系统平台设计及部分测量指标仿真结果分析

5．1 系统平台整体设计

5．2 系统部分测量指标仿真结果分析

5．2．1 频率的测量及仿真

5．2．2 电压有效值标定与测量

5．2．3 电流有效值标定与测量

5．3 个人终端界面检测数据显示

第6章 总结和展望

参考文献

致谢

在校期间工作与论文发表