基于GPS的配电网电能质量在线监测系统的研究

摘要

电能质量监测技术是当前电力系统领域的研究热点之一。对电能质量进行监测与分析从而提高和改善电能质量具有重要的现实意义。 本文根据电能质量监测对于系统算法和实时性的特殊要求，并在综合分析了目前电能质量监测现状的基础上，分析了一种基于ARM和GPS的电能质量在线监测系统的设计方案。以S3C44B0X芯片为主处理器，设计嵌入式硬件平台，采用全球定位系统(GPS)授时技术对系统进行同步处理，并选用源码公开的实时操作系统μC/OS—Ⅱ和TCP/IP协议栈LWIP构成软件平台。最后对系统软件设计进行了详细的说明。在此基础上，实现对电能质量的在线监测。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章引言

1.1课题研究的背景和意义

1.2国内外研究现状和发展趋势

1.3本文完成的主要工作

第二章电能质量监测系统的要求和实现

2.1电能质量监测系统的要求

2.2电能质量的测量方法

2.2.1基本参数测量

2.2.2频率的测量

2.2.3电压偏差的测量

2.2.4三相不平衡度的测量

2.2.5基于复序列FFT的谐波测量

2.2.6电压波动和闪变的测量

2.3小节

第三章电能质量监测系统的硬件设计

3.1基于ARM的嵌入式系统

3.1.1 ARM微处理器介绍

3.1.2 片内外设及存储空间

3.1.3 基于ARM核的S3C44BOX嵌入式处理器

3.1.4 片上硬件资源

3.2 系统硬件总体设计

3.2.1 基于S3C44BOX的嵌入式硬件平台

3.2.2系统原理

3.3 GPS时钟部分

3.4 数据输入及采集部分

3.4.1 结构设计原理

3.4.2信号提取电路

3.4.3 A/D转换及采样保持电路

3.4.4锁相环电路

3.5 ARM中央处理单元

3.5.1电源电路

3.5.2 LCD显示部分

3.5.3键盘接口部分

3.5.4外扩存储器电路

3.6 网络通信传输部分

3.6.1串行接口设计

3.6.2以太网接口设计

3.7小节

第四章ARM系统软件平台的建立

4.1嵌入式实时操作系统

4.1.1μC/OS-Ⅱ结构与硬件平台关系

4.1.2μC/OS-Ⅱ的主要特点

4.1.3嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ在S3C44BOX处理器上的移植

4.2 实时操作系统下TCP/IP协议的实现

4.2.1 基于μC/OS-Ⅱ的网络平台简介

4.2.2 TCP/IP协议栈LWIP

4.2.3 LWIP进程模型

4.2.4 LWIP在μC/OS-Ⅱ下的实现

4.3小节

第五章系统的软件设计

5.1系统驱动程序设计

5.2系统应用程序

5.2.1 GPS接收部分

5.2.2数据采集处理部分

5.2.3 LCD显示部分

5.2.4键盘部分

5.2.5网络传输部分

5.3小节

第六章总结与展望

参考文献

致 谢

在学期间发表的学术论文和参加科研情况