摘要：本研讨的意图是规划一种嵌入式电能质量剖析仪。选用了ARM+DSP+FPGA的新式技能，参加了RS485接口、以太网接口，完成了仪器的长途通讯。一起参加了USB接口和SD卡接口，能够完成历史数据的导入导出、存储剖析。本研讨选用大尺度LCD显现、人机界面友爱、明晰。在软件上选用了Linux体系，使得仪器愈加智能化，一起也降低了软件规划的难度。
0 导言
现在展开电能质量监测、剖析与操控己成为国家战略展开的需求，在《国家中长期科学和技能展开规划大纲(2006—2020年)》中清晰将“电能质量检测与操控技能”列为动力要点范畴的优先主题内容，要求有用展开大功率电力电子技能使用、完成电能质量操控等。
本研讨将电能质量剖析仪和电能质量办理体系合作，构成较完好的电能质量监测、剖析、办理体系。本研讨实时收集电能质量指标，对电能质量进行实时丈量、记载、监控以及剖析，并可经过RS485或以太网，将数据传送至电能质量办理体系，从而使电能质量办理体系对电能质量监控数据进行剖析、显现、存储或许打印报表等。
1 电能质量剖析仪及其关键技能
1.1 电能质量界说
电能质量通常是指电网供应用电设备的电能的电压或电流的起伏、频率、波形等首要参数与电网给出的规范值之间的误差。我国现在给出了六个电能质量有关的单项参数规范，分别是：
电网电压答应误差规范(GB/T 12352—1990)：
电网频率答应误差规范(GB/T 15945—1995);
三相电压不平衡度答应规范(GB/T 15543-1995 );
电网谐波答应规范(GB/T 14543-1993);
电压动摇和闪变答应规范(GB/T 12326-1990及GB/T 12326—2000);
暂时过电压和瞬态过电压答应规范(GB/T18481—2001)。
1.2 电能质量剖析仪的软件组成
电能质量剖析仪的软件规划首要是GUI(人机交互界面)部分和数据处理部分，软件部分的框图如图1所示。
其间左面为ARM端软件，右侧为DSP端软件，图中暗影部分是本论文的首要作业，一起也是整个软件规划部分的首要作业，包括ARM端的GUI规划和数据剖析程序规划;DSP端的数据处理程序。
数据剖析仪中的数据处理流程如图2所示。
首要的数据途径是从模仿信号输入后进行扩大、滤波等调度后进行AD转化，然后传送到DSP龋进行相应的处理后，送入ARM处理器进行数据剖析，然后送入GUI显现，提供应使用者。
DSP端的数据处理软件结构如图3所示。
1.3 硬件体系介绍
硬件部分的大约结构如图4所示。
整个硬件体系的构成大约能够分为模仿信号处理、采样体系、数据处理及用户交互体系三部分，其间模仿信号处理部分首要是将需求收集的信号处理成AD芯片能够量化的电平规模，模仿处理部分的最前端是互感器，经过选用不同的互感器，能够将高压转变为低压交流电，也能够将电流信号转变为低压交变电压，然后经过信号调度电路进行衰减或许扩大处理后转变为适宜的电压值，通常情况下模仿信号调度部分也参加了滤波电路，将高与奈奎斯特采样频率的信号滤除，防止AD采样产生混叠。
采样部分由FPGA、AD及触发电路组成，由于一般情况下仪器的处理进程都是先采样，然后进行处理，然后再采样，这样不断重复，所以通常情况下都会设定必定的触发条件，在满意触发条件的情况下发动采样。触发电路也能够设定毛病采样形式，例如在电压高于阀值的情况下及时采样，防止漏掉毛病信号。并且参加触发锁相功用能够完成不同相电压、电压与电流、不同采样时刻内的相位确定。该部分完成对三相电压、三相电流共6路信号进行同步采样并存入FPGA的内部缓冲区供处理器拜访。
2 主界面及数据处理规划
2.1 主界面规划
依据规划要求，本剖析仪首要包括丈量、监督、记载、贮存这几种功用，一起主界面还需求参加体系设定和相关信息，所以规划了如图5的主界面。
在界面的最上端，建立了一个工具条作为标题栏，最左面是一个文本框，里边显现当时界面的功用称号，在这里是“main menu”，文本框右侧是2个标签，左面的标签显现的是日期，右边的标签显现的是体系时刻，当时刻显现错误时能够在体系设置里边能够对日期和时刻进行调整。在界面的下端建立了一个工具条作为导航栏，用来放置功用按钮，在主菜单里只需求一个退出按钮用来关闭程序。上下界面之间是首要信息显现区，在主界面里显现的是体系具有的功用，经过点击相应的图标即可翻开相应的功用界面。
2.2 数据处理规划
2.2.1 RMS丈量数据
RMS丈量功用包括三相电压有用值Vrms、峰值Vpk、峰值系数Vcf的丈量;三相电流与和电流有用值Arms、峰值Apk、峰值系数Acf的丈量;三相与和功率有功功率P、无功功率Q、视在功率S、功率因数PF、位移功率因数DPF、频率。
(1)电压参数丈量。电压参数丈量功用的输入信号是3相线电压AD采样：vol_A，vol_B，vol_C，输出是三路采样的Vrms值，Vpk值，还有Vcf值。其间Vpk值是寻觅一切采样点中绝对值值最大的采样点的绝对值。Vrms是经过公式
