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1、基于P1.C的电能质量监测系统的设计摘要电能质量监控装置的主要功能是对电压、电流、频率、工作功率等进行测量,并对其进行评估。而供电端则是一个可靠的概念，它代表着电力系统持续提供电力的能力，它可以用来评估电力系统的电力质量，也可以用来衡量一个国家的经济状况。随着现代科学技术的飞速发展，各类精密仪器和设备的广泛应用，对电压、电流、频率等要素提出了更高的要求，稍有不慎就可能导致巨大的损失，对电能质量进行有效的监控显得尤为重要。本设计所用的开发板为正点原子的1.inux开发板，以NXP公司的1.MX6U1.1.为主控芯片，拥有多种串口资源。在此设计中，利用了USB和网络驱动部分，并利用了艾瑞达公司的I
2、MI281B电能测量模块，实现了单相交流电参数的测量、采集和传输。它可以用IMl281B的电能计量模块对交流电的电压，电流，功率，频率等进行测试，并在计算机上显示出一系列的测试结果，并以一种排列的方式来显示。关键词：1.inux；电能质量；IMI28IB第一章绪论第一章绪论1.l背景随着科学技术的快速发展，从民用用电到工业生产，从办公设备到医疗器械,都离不开用电。但是，由于大规模用电设备的接入，电网结构日趋复杂，谐波、闪变等现象频繁发生，严重影响供电安全稳定运行，并对接入电网的各类设备产生危害。特别是在工厂、实验室、医院等对电能品质有较高要求的地方，供电的稳定与品质直接影响着装置的正常工作与资
3、料的正确性。在这种情况下，对电能质量进行监控显得尤为重要。该系统可以对电力系统中的电压，电流，频率等进行实时监控，以便及时地检测出电网的故障。当故障发生时，如电压波动、谐波超标等，可快速作出反应，并及时报警，并将故障电源断开，避免了设备的损坏和数据的损失。同时，通过对电网数据的深入分析，可以对可能发生的故障进行预测，从而为电力系统的维修工作提供可靠的数据支撑。同时:对电能质量进行监控，可以为企业节约成本。通过对电力消费进行实时监控与分析，能够更加准确地掌握电力消费状况，实现电力消费结构的优化，降低不必要的能源浪费。同时，通过对电网设备的实时监测，可以使公司能够及时地检测到设备的异常状况，以便能
4、够及时地进行检修或替换，防止由于设备故障造成的生产中断和数据的损失。总之，随着科学技术的进步，用电设备的日益增多，电能质量监控已经成为现代化城市建设中不可缺少的组成部分。它不但可以保证供电的安全稳定，而且可以为企业节约成本，提高经济效益。1.2研究趋势(1)在软件开发方面，本文将研究内容划分为体系结构研究，数据管理研究。(2)在体系结构方面，主要是从CoRBA体系结构、多主体体系结构、调度体系结构三个方面进行了研究。(3)在数据管理方面，主要是针对大数据分析，针对海量数据进行存储等方面的研究。(4)研究了高精度的监测数据。(5)关于监控系统与云计算平台的对接问题。1. 3设计内容传统的电能质量
5、检测设备以单片微控制器为主，尽管其性能得到了很大提高,但是仍然存在着数据处理速度慢，可操作性差等不足。针对上述问题，本文提出了一种基于MX6U1.1.的嵌入式系统。该芯片具有精度高，处理速度快，功耗低，接口资源丰富等优点，在该芯片基础上开发的操作系统具有更好的操作性和实用性。另外，MX6U1.1.中有大量的开放源码材料，给开发人员带来了很大的方便。本文的目的就是研制出一种能够对不同类型的电流进行有效检测的电能质量监控仪表。在本系统的设计中，我们对不同的电力品质问题进行了详细的分析，以保证所用的仪表可以正确地辨识出故障并将其记录下来。针对这一现状，本论文研究了以ARM为核心的电能质量监控系统。A
6、RM体系结构具有性能高，功耗低等特点，适用于嵌入式系统。利用MX6U1.1.芯片的优点，研制出一套具有高精度、高效率的电能质量监控系统。它不但能够对电力系统中的电流、电压和频率进行实时监控，而且能够对电力系统中的谐波、闪变等进行分析，为电力系统的维修与管理提供有价值的数据支撑。另外，本系统具有良好的人机交互界面，便于使用者进行设定与调节。本项目提出了一种以ARM为核心，以MX6U1.1.为核心的电能质量监控系统,具有简单、准确、实用等优点，可广泛应用于工业、实验室、电网运行等领域。第二章系统方案设计第二章系统方案设计2.1设计要求（1）能够测量单相交流电压，测量范围是1-380V。（2）能够测
7、量单相交流电流，测量范围是IOmA-50A。（3）能够测量单相交流功率，可测的最小功率是0.0001kw0（4）能够测量线路频率，测量范围是AC45-65Hz0（5）能通过PC查看监测得到的数据。2. 2方案论证2. 2.1方案1本文选用了Cortex-M3系列STM32F103ZET6芯片，以其优良的性能与稳定性能为主要研究对象。为了保证采样点的精确性，采用了16位模数转换器AD7607,保证了采样点的精确性。独有的512点取样设计，配合快速傅立叶变换，可实现对电流电压的实时监控。在人机界面上，通过将键盘和GPU液晶显示屏相结合的方式，给用户带来直观方便的操作体验。系统采用RS485串行通讯
8、方式，与上位机进行通讯，确保了通讯的高效、可靠。本项目的研究成果既能满足高品质的电能品质需求，又能给用户带来方便高效的使用体验，是电力质量监控领域的一项重大科技创新。2. 2.2方案2该方案以32位ARM9芯片AT91RM9200作为主处理单元，使系统具有较强的运算性能，并具有较高的稳定性。本系统采用ATT7022B芯片完成多路信号的采集，以达到对多个电参数的精确采集。该芯片具有高精度、高可靠性等特点，可以实现对电流，电压，功率等关键电气参量的同步采集。在系统中，利用USB作为接口，实现了对海量数据的快速传输与存储。USB接口的优点是传输速度快，稳定性高，可以快速地把所收集的信息传送给外置存储
9、器或电脑，供后续的处理与分析。为使使用者能够更好地掌握电力参数的实时状态，本系统还采用了一种显示方式，将所获得的数据显示出来。它能实时显示出电流、电压、功率等参量的数值及波形图，便于用户对电能质量进行监控与分析。同时，本系统也为使用者提供了良好的人机介面及介面，方便使用者设定及调节，以配合各种监控需要。2. 2.3方案3本项目以COrteX-A架构下的I.MX6U1.1.为核心，利用其优越的运算能力，可实现对电能参数的实时监测。同时，通过IMI281B的电能测量模块，实现对电流、电压等电能参数的准确测量，为后续的数据处理与分析奠定坚实的基础。该系统采用USB作为通讯接口，实现了对电力系统中重要
10、的电力参数的实时传输。利用该接口，可以将测量到的各类电能参数快速、稳定地传送给开发板。而在开发面板中，USB-TT1.接口作为与PC机连接的一座桥梁，可以实时地向PC机发送电量参数。另外，MX6U1.1.还提供了中文资料说明等多种功能，极大地简化了开发人员的操作与开发流程。它的实用、方便，是我们选用这款芯片的主要原因。MX6U1.1.是一款集高性能、高运算功能于一身的产品，是本次设计的首选产品。该系统可以对电力系统进行实时监控，并对电网的运行状况进行实时监控。这对防止电网故障，优化用电，保证电网安全稳定运行，有着十分重要的意义。本项目的研究成果将为电力质量监控与分析技术的发展奠定基础。本项目的
11、研究成果将对工业生产、能源管理及科学研究起到积极的推动作用，对提高电力系统的使用效率与管理水平具有重要意义。第三章系统总体设计3.1系统设计方框图为了更好地利用其在数据处理与运算方面的优势，本设计以正则原子阿尔法程序开发板作为系统的核心。通过与IM1281B的精确接口，可以对多个电参量进行实时的测量。为保证数据的正确传送，本系统采用USB口转换模块，以平稳的方式向开发板传送所需的参数。1.inux在开发板上对串口信息进行了有效的读取，保证了数据的零丢失和实时性。最后，利用计算机上的软件接口，方便地对所收集到的各类电力参数进行查询，达到对电网运行状况进行实时监控的目的。本项目在保证数据精度的前提
12、下，极大地提升了监控的效能，为电力部门的实时监控与管理提供了一种强有力的手段。图3.1系统硬件框图3. 2系统工作原理在整个系统中，单相SOC芯片起到了关键作用，对电流、电压等信号进行精确采集。在此基础上，将其转换成具有实用价值的电参数数据。SOC芯片在完成了对数据的处理之后，并没有立刻将其展示出来，而是通过1.inUX系统进行传输。1.inUX系统在收到数据之后，必须对其进行串行配置，以保证正确的数据传递与分析。在这个时候，字符串在1.inux系统中扮演着重要的角色。通过设定该结构的有关参数，可方便地设定串口的控制位，检验位，停止位，波特率等，以保证数据的稳定与准确。在完成了所有的配置之后，
13、1.inux就会利用读写函数从串口中读出相应的数据。通过这种方式，1.inUX系统可以顺利地读取先前经过SOC芯片处理和传输的电力参数数据。然而，这还没有结束。本系统利用USBJrT1.接口，实现了与PC机之间的通信。通过这种方式，可以将1.inux上的数据实时传送到计算机上。通过在计算机上安装相应的软件，即可查看电力系统的各项性能指标，从而达到实时监控电网运行状况的目的。这一完整的设计过程，既表现出工艺上的精准，又表现出部件间的协作能力。采用单相SOC芯片，1.inUX操作系统，USB.TT1.接口，实现了一种实时，稳定，高效的电能监控的解决方案。3. 3相关技术3. 3.1操作系统移植技术
14、(1)操作系统属于软件，但它只是硬件之上的第一层软件，它是对系统的硬件和资源进行直接的管理，例如CPU、内存和存储空间等，它是应用和硬件之间的一种关系，它可以把所有的软件和相应的物理资源都连接起来，可以由操作系统来直接对硬件进行操作，而不需要自己通过寄存器来进行控制。操作系统可以对系统的各个资源进行管理，包括存储、驱动端口、确定系统资源的优先级、对其它程序进行控制等最基础的运算功能，还可以提供“文件系统”、“驱动”、“用户接口”、“系统服务”等基础服务程序。(2) 1.inUX是一个开放源码的系统，其设计和UNIX相似，但通过不断的改进和革新，目前已能适用于多种硬件。操作系统中有一个系统核心，
15、负责管理系统中的各类硬件资源以及组成该系统的某些组件；常用的操作系统有Veket,Ubumu,Fedora,以及国内的麒麟操作系统，雨林木风操作系统等。(3) UbUmU是CanOniCal公司研发的1.inUX分发版本，而分发版本一般都是自由开放的，这也导致了UbUntU还有一个很好的特性，那就是社区化做得很好，大多数问题都可以在社区中得到解决，这对于初学者来说是最好的选择。(4) OS移植最值得称赞的地方在于其可移植性，可以在各种架构的处理器及开发电路板上运行，而正点原子则可以提供各种固化体系的方式，本设计采用的是用mfgtool上位机进行固化系统的方法：将开机方式设定为USB开机，用US
16、B连接线把USB_OTG界面与PC机相连，然后用MfgtOOl打开VB文件，把系统固定到开发板的EMMC中。3.3.2USB通信技术USB通信系统采用的是差分方式，利用两条线路间的电位差作为数据的表达方式，从而极大地提高了数据的传输精度和稳定性。在USB主机通讯中，将设备划分为主从两个部分。HOST主机具有较高的使用权限,能够执行一些从机的指令,如收发数据等。与之相应，DEVlCE从属程序主要是对主机的请求做出反应。USB协议定义了四种不同的数据传输方式，以适应不同的应用场合。其中，控制传递包括设备的建立、数据的传递和状态的传递，主要用于设备的组态和指令/状态的查询。在对数据量不大而又有实时性
17、要求的情况下，例如鼠标、键盘等。批传送技术主要适用于大容量的数据传送，对实时性的需求比较小，一般只适用于存贮和列印等工作。最后，对于实时性有很高的需求，但是对于安全性的要求不高，比如音、视频流等。在这篇文章中，我们采用的是同步的方法。这样，我们就可以从UyUSBO系统中读取数据了。采用同步传送技术，可保证资料的即时传送，无延时、无中断。但是，在一些对数据安全有很高需求的情况下，可能会采取其它的传输模式，或者增加附加的安全保护机制。因此，本课题提出了一种基于USB数据同步传输的新方法，可以有效地对ttyUSBO文件夹内的数据进行实时读写，为相关的实际应用提供技术支撑。3. 3.3网络通信技术在很
18、多现代电子产品中，嵌入式网络硬件是实现Internet互联的重要组成部分。其中MAC和PHY是它的两大核心部件。MAC是介质存取控制层，它负责对网络中的终端进行唯一的识别，并对分组进行传送。而物理层则负责实际的数据传输。一些SoC芯片不具备内置的网络MAC外设。要让它具有网络功能，就必须与外部MAC芯片相连。但是一些外部的网络芯片把MAC和PHY集成到了一起，所以它们必须一起相连。这个方法最大的好处就是可以将原本无法连接到网络的SoC晶片连接到一起。但是，它的缺点也是非常明显的，因为它不具备网络加速功能，所以上网速度比较慢；同时，它的价格较高，而且比只接PHY芯片的方案更加受限。但是，如果芯片
19、上已经整合了MAC外围设备，那么这将是另一回事。本文所选择的NXP公司的MX系列即是其中之一。该系统所需的SoC芯片仅需在外部加一块PHY芯片即可。这样做的好处是，有专门的加速模组，例如专门的DMA,这是因为内置的整合，让网路速度更快。此外，因为不需要选择MAC+PHY的组合，所以它的选择范围更大，成本更低。MAC一般都是通过MII或者RMII连接到专用于网络数据的外部物理芯片o此外，本系统所提供的网路介面均符合IEEE802.3-2002规范，并能支援双工-半工局域网路。同时，在芯片的内部也整合了ENET的功能，可以达到三个层次的网络提速。此外，MAC核心还整合了可以支持TCP/IP,UDP
20、,ICMP等常用网络协议的加速处理。这种结构保证了网络中数据的有效传递，减少了CPU的负担,提升了整个系统的运行效率。第四章硬件设计4.1Cortex-A7控制电路设计4. 1.1USBOTGUSB_OTG是一款迷你USB报头(USB_S1.AVE),供USB从机(S1.AVE)通讯使用；USB主机与同样的USBl连接，充当OTG的功能。在这个界面上，计算机是主机，1.inUX系统是从机；同时，这个迷你界面无法与USB主机兼容。GND图4.1USBOTG电路4. 1.2USB.TT1.本系统以CH340为核心，完成了整个系统的数据处理与转接功能。在设计过程中，巧妙地采用了模拟交换机SGM315
21、7,以实现对串口的转换。这个转换芯片就像“交通警察”一样，在线路上进行数据的传送，以保证各个部件间的信息准确可靠地传送。在串口上，D+、D分别连接到340芯片相应的接口上，以保证数据的流畅传输。而340芯片的RXDTXD又分别与相应的模拟交换机接口连接，构成可靠的数据传送通路。其中，模拟转换器的NO管脚和主控制器的UARTl管脚相连,实现了对340芯片数据的精确控制。经过如此巧妙的设计，整个电路不但结构紧凑，效率高，稳定性好，而且可以灵活地接受来自TT1._USB模块的各类数据。这一特点使其能够在不同的场合下表现出优异的性能，为各类电子产品和系统的数据传输提供了一种可行的解决方案。图4.2US
22、B_TT1.电路4. 1.3CH340芯片介绍CH340芯片是一种可以完成USB到串口的转接芯片，在串行模式下，它可以提供通用的调制解调器信号，以异步串行方式，以及USB总线6。为了使CH340的XI管脚能够正常工作，需要12MHZ的时钟。通常采用的是晶振振荡方式，利用内部的反相器来实现时钟信号的稳定。周边电路仅需将12MHZ的晶振接在XO与XO管脚间，X1.XO管脚的振荡电容器分别接地。在5V供电情况下，VV3管脚必须接上一个去耦合电容器，其功耗在0.0IUF左右。当NOS#管脚被设定成低功率状态时，USB装置不会被暂停。CH340在异步串行方式中，引脚由数据传输引脚、调制解调器接触信号引脚
23、以及辅助引脚组成。数据传送管脚由TXD管脚和RXD管脚组成。RXD在串行输入为闲置状态时应处于高电平。若R232管脚RS232辅助功能是高电平，那么反相器就会自动地将RXD管脚插入，缺省值7。在串联输出为非工作状态下，CH340H、CH340T芯片TXD为高电平，而CH340R芯片TXD为低电平。CH340也可以进行奇数/偶数/标号/null检验。5. 1.4网络接口网线是网络设备相互联系的重要手段，其核心部件是RJ45插座。就是这个RJ45插座，在我们连上互联网的时候，保证了网络的畅通。但是，为了在RJ45插座和PHY芯片间实现可靠的数据传输，还必须有一台网络变换器。其主要功能是过滤、隔离、
24、保证数据的纯净度和稳定性。在此基础上，本文采用了一种专用的HR9U105A。这个模型以其不只是传统RJ45接口为特色，还有一个内建的网络转换器。这种方法可以极大地简化硬件的设计，在减少成本的同时，还能增强系统的稳定性。细心的人可以在RJ45插座上找到两个小灯泡。这两盏灯，并不是随机的，而是有特殊的作用。在接入网络的时候，绿色的指示灯是绿色的，这表示网络的连接是正确的。如果是黄色的话，那就意味着通讯还在继续。将内部MAC层、外部层PHY层与RJ45端口相结合，构成了一套完整的嵌入式网络接口硬件。这种硬件结构不仅能适应现代化电子设备对网络的要求，而且能确保数据的可靠、高效地传输。在这里，我们要说的
25、是，我们已经不再局限于普通的电脑、网络等设备了。在物联网，智能家庭，工业自动化等方面，这些设备都是必不可少的。它使各类智能终端能够流畅地与因特网相连，并进行信息交流与分享，构筑起一个更智能、更互联的世界。变压器RJ45座jfl-04Gl)图4.3网络接口ENETl.np一阡W惘WETT.1.1.D21.ED(Y)卡七”EE81.ED(Y)-ENEl.iV3TD*,汨CIK6JDSHHFDSHI1.EDHR911105AOND图4.4HR911105A本系统采用1.AN8720A作为物理层的物理层,并利用RMll和以太网的MAC层进行通讯。1.AN8720A能够根据自己的协议，为目标主机选择最好
26、的接入方法。主控制电路ENETl局域网8720A的RXER/PHYADO管脚是缺省的，所以1.AN8720A在ENETl上的位址是0ENET2网路上1.AN8720A的RXER/PHYADO管脚连接一个10K的升压电阻器，所以ENET2上1.AN8720A的位址是1,两个1.AN872OA都是缺省的REF_C1.K输入方式。当1.AN8720A工作于REF_C1.K输入方式时，将向1.AN8720的XTA1.l/CKIN管脚提供一个外部时钟信号。GND-VENET)V3TXDOVTXDlUH.MDlOEKEPTnE-ETTXEN16ENETlF11g=HTlRXgR10EXEm，DI：xjvR
27、651.KENET!R：TTTUTEgTXPTXNRXTRXNTXEX1.fcDhRfeWFb1.ED”BiNTSE1.RXDOIODEORXD：.MODkJVDDlARXE1.,KYADOVDD?ACSRJ)I0DE5DD10VDDCRIXT.,RFFCIKOGNDORfiT3ENui,IWtfXIAU/C1.KlX当抖、T三TRBlASXTA1.：,-三=-【?)Klan5T*oa-GXDMENEnTXPJU：0卜NIIX、Rr门ENETI箝0Q919VINETJVJ,TJ(E?SCP1531图4.51.AN8720A电路4.2IM1281B电能计置模块4. 2.1模块介绍模块采用工业级专
28、用电能计量Sc)C芯片RN8211B,电压电流全隔离采样，能实现采集单相交流电的各种电能参数。图4.6IM1281B接线图4. 2.2RN8211B芯片介绍RN8211B是一款高集成度、高性能并且低功耗的SOC芯片，能够满足单相智能表计目前及将来持续增长的功能、性能要求。(1)高集成：集成32bitARMCortexMO、计量模块、硬件温补RTC、1.CD控制器、EEPROMo(2)宽电压：保证计量精度的电压范围为2.8V5.5V;（3） CPU：小系统可运行的典型电压范围为2.2V5.5V;（4） GPIO：支持与不同工作电压器件的对接；（5）高性能：CPU典型工作频率为3.6864MHZ（
29、最高可达29.4912MHZ）；（6）低功耗：单相智能表计应用时典型功耗约为3.5mA,系统工作在32KhZ下功耗约为16A,唾眠模式下芯片整体功耗约为6A,整机显示功耗约为18uA（电荷泵）或13uA（电阻串分压）。第五章软件设计5.1主程序设计开启串行装置，设定串行的波特率、资料位元、检验位元、终止位元及其他设定，并读入资料，这是由字节体设定的输出读取资料。当我们调用read()函数时，要根据两个变量来返回读数，即MlN和TimEo他们实际上是在rermios结构体中JCC成员中的VMlN和VTlME来标识的。图5主程序流程图5. 2structtermios结构体的介绍串行通讯是1.in
30、ux系统中的一项重要功能，它实现了多种设备之间的通讯。1.inUX为这个函数提供了一整套的工具和界面，最重要的是StrUCttermiOS结构。这种构造给开发人员提供了大量的安装选择，这样就可以对串口进行灵活的配置。输入方式，输出方式，控制方式或局部方式，均可由StnlCttermiOS设置。这就使得开发人员可以针对特定的应用要求，对串口进行数据流量控制，波特率控制，校验位等进行调节。比如，我们可以使用SlnlCttermioS中的JCfIag成员来控制终端的硬件。它既包含了数据装置与序列线之间的联系，也包含了与终端设备之间的互动。这一弹性使串行通讯可以适用于多种复杂的场合与应用。另外，str
31、ucttermios也可以通过它的c_cc阵列来设置字符组合。这个功能让开发人员有更多的自由去定义符合特殊通讯要求的特殊字符组合。需要指出的是，StrUCttermiOS也可以用于获得终端的初始化。这些初始值是由媒体获得的（fd）,然后分配到temios-p,所以开发人员可以在你的程序中做适当的安装和调用。这大大方便了程序的移植与调试。当然，对大部分开发人员而言，StrUCttermiOS最常见的函数仍然是波特率、校验位等一些基本的串行参数。这些参数的设定对串行通讯的稳定与效率有很大的影响，所以在设计时必须加以重视。因此，StrUCttermiOS在1.inUX串行通讯中扮演着重要角色。该软件
32、为开发人员提供了丰富而灵活的安装选择，使串行通讯可以适用于多种复杂的应用环境与要求。5. 3模块数据打印程序首先是CRC检查，然后是CRC检查，接着是读取模块发来的数据，最后是对数据进行分析和输出。图5.2模块数据打印程序流程图第六章系统调试5.1 硬件调试5.1.1 主控电路调试把需要的USB转接头和CH340电缆都准备好之后，就可以进行串口通讯了。将CH340电源线上的USB接口插到电脑USB口，并把CH340电源插头和USB电源插头相连。这一步可以保证身体上的联系是牢固的。下一步，你可以在电脑的装置上看到USB转换器指定的端口号码，再用MobaXterm软体把它连到适当的COM端口上。为
33、保证通讯的稳定性，本系统设定波特率为115200,并采用8N1的数据格式进行通讯。通过这种方式，1.inux串口调试端能够和CH340通讯正常。当您输入要注册的“root”的用户名时，您就可以执行不同的系统指示了。如果该指令能正确地传回结果，则说明串口工作良好，并无通讯错误。另外，本系统还配有两个百兆网络卡，以eth与ethl作为网络接口。eth与ENET2相对应，ethl与ENETl相对应。利用ifconfig命令，我们能够看到网络的配置，判断网线是与哪一个接口相连的。当网络的ENETI端口被设置好后，该系统就会获得IP地址，并开启对应的网络端口。我们试着Ping了一下百度的页面，看看能否得
34、到正确的回应。此外，还可以对该网关的地址进行ping,以检测该网络中的其它设备能否进行正常的通讯。如果你想对网络通讯进行更深入的检测，你可以用一个名为Iperf3的测试工具。该软件可用于测试系统和主机间的通讯速率，从而使我们能够更直观地感受到网络的带宽以及延时。因此，我们可以对整体系统的通讯性能进行更全面的评价。6.1. 2电能计量模块调试并详细地进行了接线工作，以保证主、电测量模块之间的接口能够正确地对接。在物理连接完毕之后，把USB端口和PC机相连，以便以后进行调试和通讯。然后，在PC机上开启串口调试软件，对波特率、校验位等重要参数进行了细致的设置，以保证其与电能计量模块所提供的数据格式相
35、一致。所有的东西都准备好了，我们开通了串口，并开始监控电流的变化。这时候，系统的界面上，已经出现了模块传输过来的数据。我们认真研究了这些资料，并对它们的精确度与稳定性进行了验证。所幸的是，这些数据都是正确的，并没有发生什么不寻常的事情或者错误。在此基础上，通过上位机向电能计量模块发送数据，并对其进行校验。整个过程都很平稳，数据的传递也很准确，没有出现什么问题。这表明我们的界面连接很顺利，系统也能正常工作。茎smwaacomj-Sm4n-晔口艮示GE：发送鼓州:TItBj：OlA3004800OBC4IA1,lt.,”，H.ratC37：0103200000OO00on0；44E.00CC093
36、MOOU8317FC00000000IlOCO0000OV0000OOOO00做行三V定时赳隔：1000M电优：0.0580A限次鼓:0IM率OOOooY定M升帖段为波特平4800电能000010Ih功率K畋：0OOO”.W0.0000Ks如国专1率：50.00Hx图6.1电能计量模块调试6. 2软件调试在虚拟机上，我装载了已经写好的程序，可以用来编译。在简单地点击编译指令之后，程序就会受到电脑的严格检查。很快，屏幕上出现了编译成功的提示。但是，成功的编译只是开始，接着，我把它传送到1.inux下。在1.inux系统中，对文件进行许可管理是非常重要的。所以，我小心翼翼的修改了读取和写入程序的权
37、限，以保证其可以在系统中正常工作。在设定好许可之后，我开始运行这个程序。一开始，我还有点忐忑，但是，当我看到编程界面上出现了想要的结果时，我就渐渐放心了。这说明，我的程序可以在1.inUX环境中正确地完成预先设定的任务。但是，如果程序在运行的时候不响应，那就说明出问题了。然后，我将回到虚拟机，一行一行地检查代码，修正可能存在的问题。这个过程可以反复进行很多次，但是我觉得这一步很有必要，以保证软件的稳定和兼容。7. 3性能调试采用严格的试验程序，以保证电流的准确测量。首先，我们已经将检测线路连接好，零线、火丝都经过电流变压器仔细地连接，以确保电流的平稳传递。在本系统中，我们使用了TT1.转换US
38、B的模块，并把它和USB主机连接在一起,以保证数据的流畅传输。另外，本系统还采用340T端口与便携式计算机相连，实现了对开发电路板的实时检测与分析。当所有的线路都接通之后，我们就按照预先设定好的步骤来测试当前的电流。为保证测试结果的可信度，我们做了很多次测试，并且认真观察了每一次测试的数据，并进行了比较和分析。这既保证了数据的正确性，也保证了测试过程的可靠性。我们在每个细节上都力求尽善尽美，以期为以后的电流测试工作奠定良好的基础。表6.1软件调试数据电压(V)电流（八）功率(w)频率(Hz)220.00360.060113.222250.01220.00230.060313.266150.01
39、220.00250.060513.310150.02220.00220.060213.244150.01220.00230.060013.200150.03220.00220.060113.222150.02220.00210.059913.178150.03220.00230.060813.376150.02220.00260.060313.266150.01220.00220.060413.288150.03第七章总结与展望71总结题目是在实习期间完成的，那时刚来，大家都很忙，不光是生理上忙，精神上也忙，到了新的环境，又换了两次寝室，新室友，大家都很熟悉；所以，我在选这个题目的时候，并没有
40、仔细思考，而且，可能是因为我的大脑出了问题，所以，我并没有去问自己比较熟悉的同学，也没有去问导师。所以，每当他询问关于这个设计的知识时，他都会感到遗憾，但现在，我已经没有退路了。在毕业设计中，最大的问题就是ARM,在学校里，我确实学过这方面的课程,但这门课好像有点不太对劲，我在学校里学的是0/S系统，而我想要用1.inUX系统，我之所以选择这个系统，是因为它的数据都是开源的，而且正是由于它是开源的，所以对它的研究也比较多，所以我觉得这个决定是对的，事实也确实是这样，淘宝上到处都是这样。1.inUX系统的学习，虽然很难，但还算顺利，不过，我对系统的了解并不多，一开始，我是想用裸机，用寄存器驱动串
41、口来完成这种设计，但是，随着我的学习，我发现，如果1.inux系统已经移植了，而且串口驱动已经安装好了，那么，我就可以直接从串口中读取数据了。而我却用了整整一个月的时间，才意识到这一点。要读串行必须要用到StrUCttermioS结构，网上有很多有关这方面的材料。7.2展望总而言之，由于我的经验以及时间的限制，这篇文章的设计还存在着许多的缺陷，其中最重要的一点是，它并没有与PC机进行实时通信，而是用电线直接连接起来，只有使用了无线通信，而不是通过手工来收集收集到的数据，这样本设计才具有了实用的意义，再往前一步，就是添加了更多的功能，可以更准确地进行测量，为便于安装，便于携带，便于携带，可以通过
42、PC机来控制设备，而不仅仅是只读。参考文献参考文献贺宝龙.煤矿井下电能质量在线监测系统设计与实现J.矿业装备,2023,(11):138-140.卫明学.煤矿电网高精度实时电能质量监测系统设计应用J.机械研究与应ffl,2023,36(04):104-107.汤泰青,孟令辉,田聪等.电能质量在线监测系统的设计与应用分析J光源与照明,2023,(07):90-92.4朱成杰，周亚.物联网技术下电能质量监测系统的设计J.物联网技术,2022,12(11):30-32.5何建强,滕志军.基于ZigBee和1.abVIEW的电能质量监测分析系统设计J.商洛学院学报,2022,36(04):72-78.
43、钟云南,曾智,郑蔚涛等.基于数据挖掘技术的电能质量在线监测系统设计研究U1.微型电脑应用,2022,38(05):92-95+99.7周俊鹏,李训I.高精度实时电能质量监测系统设计及实现J.电力电子技术,2022,56(03):89-92+118.8崔玉林.电能质量监测系统中无线传感器网络的设计J.信息技术,2021,(01):97-102+108.宋杰.电能质量监测系统的设计实现和车载应用J.电气技术,2020,21(11):50-56.10郭晓乾,武守晓,王承栋等.基于大数据的电能质量监测分析系统设计与实现J.软件导刊,2020,19(08):182-185.11张传亮,相龙阳，阮伟唯.煤矿电能质量监测系统设计应用J.科学技术创三,2020,(12):171-172.12李畸勇,胡恒,王纪港等.光伏发电系统实验平台电能质量监测系统设计J.实验技术与管理,2019,36(08):74-77+80.13李恩旻.风电机组电能质量远程在线监测系统设计J.装备制造技术,2019,(07):180-182+2O1.14樊东亮,白俊平,朱春颖等.基于C#的微电网电能质量监测系统的研究与设计.科技资讯,2019,17(04):24-25.15屈志坚,袁慎高,范明明.电能质量在线监测系统海量数据的双列族存储设计J.电力系统保护与控制,2019,47(02):154-160.
