本文選題：電能數(shù)據(jù)采集　切入點(diǎn)：STM32F407　出處：《揚(yáng)州大學(xué)》2017年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：電力是一種優(yōu)良而價(jià)廉的新能源。它的廣泛應(yīng)用,推動(dòng)了電力工業(yè)和電器制造業(yè)等一系列新興工業(yè)的迅速發(fā)展,撐起了人類(lèi)文明的半邊天,扮演著無(wú)法取締的角色。隨著電力電子技術(shù)的迅猛發(fā)展,大量的電力設(shè)備被發(fā)明出來(lái),尤其是非線(xiàn)性、帶有沖擊性負(fù)荷的投入使用,對(duì)公共電網(wǎng)產(chǎn)生了巨大的影響,使電網(wǎng)中夾雜著各種諧波干擾、電壓擾動(dòng)、閃變,導(dǎo)致電能質(zhì)量得不到保證,從而使得對(duì)電能質(zhì)量要求較高的電氣設(shè)備無(wú)法正常使用甚至損毀,工廠的流水線(xiàn)運(yùn)行無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn),導(dǎo)致產(chǎn)品劣質(zhì)甚至是生產(chǎn)中斷,造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。因此,解決提供優(yōu)質(zhì)電能的問(wèn)題迫在眉睫。針對(duì)這一問(wèn)題,本論文主要設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一款基于ARM微控制器的低成本多功能電能數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了對(duì)電能數(shù)據(jù)的采樣分析上傳。傳輸方式可以分為三種模式,近距離RS485、WIFI傳輸,遠(yuǎn)距離GPRS傳輸。WIFI傳輸通過(guò)Socket套接字實(shí)現(xiàn)了上下位機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸,GPRS同樣也通過(guò)Socket套接字實(shí)現(xiàn)與采集模塊在TCP/IP協(xié)議上的遠(yuǎn)程通信,形成了多樣化的數(shù)據(jù)通信方式。論文主體包含三部分:電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)的理論分析,硬件電路的設(shè)計(jì)和硬件編程部分以及上位機(jī)的軟件設(shè)計(jì)。理論部分主要針對(duì)電能質(zhì)量的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算推導(dǎo),在諧波的處理方面上采用快速傅立葉變換對(duì)諧波進(jìn)行全局檢測(cè)。硬件電路的設(shè)計(jì)部分主要包括STM32F407微控制器、高速AD采樣模塊、交流變換模件、電源部分、RS485、GPRS、WIFI傳輸電路,實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)和遠(yuǎn)程監(jiān)控的便利性,編程部分則實(shí)現(xiàn)了模塊的數(shù)據(jù)采集并進(jìn)行FFT內(nèi)分析取31次以?xún)?nèi)的諧波上傳或者直接采集上傳給上位機(jī)。與系統(tǒng)終端相匹配的上位機(jī)軟件部分是在VS2010平臺(tái)上設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的,提供數(shù)據(jù)接收和發(fā)送接口,實(shí)現(xiàn)對(duì)下位機(jī)傳來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行功率因素、有功功率、無(wú)功功率等等相關(guān)電力數(shù)據(jù)的計(jì)算和分析顯示。最后,對(duì)論文的研究開(kāi)發(fā)工作做出了總結(jié),有利于進(jìn)行下一步的進(jìn)展需要。
[Abstract]:Electricity is a good and cheap new energy source. Its wide application has promoted the rapid development of a series of new industries, such as electric power industry and electrical appliance manufacturing industry. Play an irrevocable role. With the rapid development of power electronics technology, a large number of power equipment has been invented, especially nonlinear, with impact load into use, which has a huge impact on the public power grid. The power quality can not be guaranteed because of the harmonic disturbance, voltage disturbance and flicker in the power network, which makes the electrical equipment which requires higher power quality can not be used normally or even damaged. Pipeline of the factory cannot function normally, leading to poor quality of products or even interruption of production, resulting in serious economic losses. Therefore, it is urgent to solve the problem of providing high quality electricity. In this paper, a low cost multifunction power data monitoring system based on ARM microcontroller is designed and developed, and the sampling, analyzing and uploading of power data is realized. The transmission mode can be divided into three modes, short distance RS485 / WiFi transmission. The remote GPRS transmission .WiFi transmission realizes the data transmission of the upper and lower computers by Socket socket, and also realizes the remote communication with the acquisition module on the TCP/IP protocol through the Socket socket. The paper consists of three parts: theoretical analysis of power quality monitoring, The design of hardware circuit, hardware programming and software design of upper computer. In the aspect of harmonic processing, fast Fourier transform (FFT) is used to detect harmonics globally. The design of hardware circuit mainly includes STM32F407 microcontroller, high-speed AD sampling module, AC conversion module, RS485 GPRSS-WiFi transmission circuit. The convenience of on-site and remote monitoring is realized. In the programming part, the data collection of the module is realized and the harmonic within 31 times of FFT is analyzed or directly collected and uploaded to the upper computer. The software part of the upper computer which matches the terminal of the system is designed and developed on the VS2010 platform. Provides the data receiving and transmitting interface, realizes the power factor, the active power, the reactive power and so on related electric power data computation and the analysis display to the data transmitted by the lower computer. Finally, has made the summary to the thesis research and development work, It is necessary to facilitate further progress.
【學(xué)位授予單位】：揚(yáng)州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TM930

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1605404