基于S3C2440电能质量分析仪的设备管理模块设计

摘要

随着诸如电力机车、电弧炉等非线性负荷日渐增多，电能质量每况愈下，开发电能质量监测设备的需求也越来越迫切。本课题的任务便是开发拥有自主知识产权的电能质量分析仪，而本论文的主要工作是设计并实现电能质量分析仪的设备管理模块。本课题中，电能质量分析仪的设备管理模块主要包括两大模块：数据存储子模块与人机界面子模块。
　　经过对国内外研究现状的了解，决定使用 SD卡作为数据的存储介质，选用μC/GUI作为用户图形界面的支持软件，并采用触摸屏作为人机交互接口。在确定具体方案之后，了解了核心处理器 S3C2440的外设接口资源和电能质量分析仪软硬件总体设计，并以此为基础实现了各个设备的驱动程序。
　　在全面了解电能质量分析仪结构的基础上，阐释了各个子模块是如何分配CPU使用权的，并陈述了数条设备管理模块的设计准则。随后，参考这些准则分别设计并实现了数据存储和人机界面子模块。其中，数据存储子模块有两种实现方法：图片类文件和数据类文件。着重实现了图片类文件数据存储方法，而对于数据类文件数据存储方法，定义规定了编码规范，但由于时间关系，未能设计开发出相应的上位机软件对之加以验证。
　　最后对自研制电能质量分析仪数据存储耗费的时间进行了测试，并验证了改进方案，经过实验对比，发现改进方案能够将数据存储耗费的时间缩短约30％。但时间还是较长，仍然需要改进。另外还对该仪器的设备管理模块进行了功能验证，实验证明 S3C2440处理器是能够应付电能质量分析仪的数据处理、数据存储与人机界面显示工作的。

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第一章 引言

1.1 研究背景

1.2 国内外相关技术研究现状

1.3 课题研究的主要内容

第二章 电能质量分析仪软硬件总体设计

2.1 电能质量分析仪硬件总体设计

2.2 电能质量分析仪软件总体设计

2.3 设备管理模块设计

2.4 本章小结

第三章 数据存储子模块设计与实现

3.1 软件环境搭建

3.2 数据存储的两种方法比较

3.3 图片类文件数据存储方法

3.4 数据类文件数据存储方法

3.5 本章小结

第四章 人机界面子模块设计与实现

4.1 软件环境搭建

4.2 常用部件构造

4.3 窗口及它们之间的切换

4.4 窗口设计

4.5 本章小结

第五章 电能质量分析仪设备驱动程序设计

5.1 RS-232接口驱动程序设计

5.2 带触控LCD驱动程序设计

5.3 SD卡驱动程序设计

5.4 本章小结

第六章 实验与验证

6.1 实验环境

6.2 数据存储时间测试及改进实验

6.3 设备管理模块功能测试

6.4 本章小结

第七章 结论与展望

致谢

参考文献

附录A

附录B

附录C

攻硕期间取得的研究成果