浅论电能电网电能质量监测体系设计与实现结论

论文导读：8364的数据口D0～15、转换结束信号端口EOC分别与DSP的数据口D0～15、外部中断INT1相连，ADS8364的时钟信号由DSP提供。DSP响应ARM控制模块的指令控制ADS8364完成A/D转换，读取转换数据，进行快速傅里叶变换（FFT）及相关电能质量参数计算，实现对电压、电流信号的采集处理。

2.2ZigBee无线收发器模块3ARM控制模块系统

摘要：针对目前电网电能质量监测存在的问题，设计了一种基于DSP、ARM和ZigBee无线传感网络技术的电网电能质量监测系统，介绍了系统架构，硬件方案和软件设计。
关键词：DSP ZigBee 电能 监测
1007-9416（2013）06-0152-02
随着工农业生产的快速发展，各种非线性负荷、非对称性、冲击性用电设备被大量使用，使电网中产生大量的谐波干扰，严重影响电网电能的质量。因此，实时有效地对电网电能质量进行监测，对确保电力系统安全、稳定运行具有十分重要的意义。现有的电网电能质量监测系统大多采用有线方式传输监测数据，使得在特殊环境条件下布线困难，不易维护。针对以上问题，设计了以DSP、ARM和ZigBee无线传感网络技术为基础的电网电能质量监测系统，实现对电网电能质量的智能在线监测。
1 系统架构

1.1 ZigBee技术

ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低数据速率、低功耗、低成本的双向无线通信技术，是采用IEEE802.15.4无线标准的新一代无线传感器网络系统。ZigBee网络具有自动组网、自动路由和自愈功能，可工作在2.4GHz的免执照频段，采用调频及扩频技术具有时延短、节点容量大的优点。同时2.4GHz无线信号在强磁场、高电压环境中的传播性能较好，数据传输能力强，可靠性高，是实现电网电能质量无线组网监测的理想解决方案。

1.2 系统原理

2 硬件设计

2.1 信号采集处理模块

信号采集处理模块由电压电流检测电路、滤波电路、A/D转换器电路和DSP数字信号处理器及电路组成。
DSP数字信号处理器采用TI公司的TMS320F2812芯片，它是一款高性能、低功耗、32位定点数字信号处理器。最高工作频率可达150MHz，为实时控制和在较短的时间内完成复杂的算法提供了充分的条件，高性能的32位处理器包含16×16位和32×32位的乘法累加器操作，16×16位的双乘法累加器，可完成64位的数据处理，实现高精度处理任务。拥有丰富的硬件资源，片上Flash、ROM、RAM、定时器、多用途通用输入输出接口GPIO和仿真接口JTAG等。支持TI的eX-pressDSPTM实时开发技术，TMS320DSP算法标准，CCS集成开发环境，为软件开发提供了较为便利的条件。利用其强大的数据处理能力，通过算法上的优化可提高测量精度，利用外设接口资源有效降低了电路的复杂程度。
电压电流检测电路采用南京奇霍公司生产的V025A电压传感器和CS040G电流传感器，传感器产生的噪声干扰由二阶巴特沃兹低通滤波器滤除。A/D转换器选用TI公司的高性能模数转换器ADS8364，具有6通道同步采样的16位高速并行接口，自带2.5V基准电压，功耗低采样速率高。利用ADS8364的6个通道对三相交流电压、电流进行采样，ADS8364的数据口D0～15、转换结束信号端口EOC分别与DSP的数据口D0～15、外部中断INT1相连，ADS8364的时钟信号由DSP提供。DSP响应ARM控制模块的指令控制ADS8364完成A/D转换，读取转换数据，进行快速傅里叶变换（FFT）及相关电能质量参数计算，实现对电压、电流信号的采集处理。

2.2 ZigBee无线收发器模块

2.3 ARM控制模块

系统选用三星公司ARM9系列的S3C2440处理器芯片，S3C2440采用16/32位RISC处理器，具有外部存储器控制器、LCD控制器、USB控制器、SD接口、4通道DMA、3通道UART、2通道SPI、24个外部中断源和多达130个I/0口，丰富的硬件资源，简化了电路的设计。采用2GSD卡存储电能参数，设置4个按键和

4.3寸TFT液晶屏用以人机交互。

3 软件设计
系统软件采用模块化设计方法，主要包括信号采集处理程序和ARM人机交互程序。
4 结语
本文设计的电网电能质量监测系统，采用DSP芯片TMS320 F2812作为运算处理核心，以ARM9系列的S3C2440为控制中心，充分发挥各自的运算和控制优势，利用ZigBee无线传感网络技术，实现DSP与ARM之间数据的无线传输。该系统结构紧凑、易于实现、性能可靠，能够对电网电能质量进行实时监测，具有较高的应用推广价值。论文导读：源于：论文格式www.7ctime.com上一页12

参考文献
舒双宝，罗家融，王勤湧，等.基于DSP和ARM便携式电能质量监测系统的设计与实现[J].电力系统保护与控制，2010，38（24）：185-187.
王永杰，杨小平.基于无线传感器网络的智能小区监控系统设计[J].制造业自动化，2011，33（2）：68-70.源于：论文 格式www.7ctime.com