1、 电能数据采集系统设计 Electrical Energy Data Collection 2011 届 电气工程 系 专 业 电气工程及其自动化 学 号 学生姓名 指导老师 完成日期 2011 年 5 月 25 日 毕业设计成绩单 学生姓名 学号 班 级 专业 电气工程及其自动化 毕业设计题目 电能数据采集系统设计 指导教师姓名 指导教师职称 讲师 评 定 成 绩 指导教 师 任伟霞 得分 评阅人 得分 答辩小 组组 长 得分 成绩： 系主任 签字： 年 月 日 毕业设计任务书 题 目 电能数据采集系统设计 学生姓名 学号 班级 专业 电气工程及其自动 承担指导任务单位 电气工程系 导师 姓
2、名 导师 职称 讲师 一、主要内容 对电路中的基波电流及谐波电流、功率值进行实时采集。 二、基本要求 硬件电路选频，数据采集后将电压抬升、转换为模拟信号，将双极型信号转化为单极型信号。 三、主要技术指标（或研究方法） 采集时为连续的周波检测，24 小时不间断，研究采集的算法的实现。采集出谐波电流，功率以及功 率因数。为负载识别提供数据。 四、应收集的资料及参考文献 闪存、AD 转换、DSP、TMS320LF2407 五、进度计划 1-3 周 课题调研、收集、学习参考资料，查阅外文资料，作开题报告。 4-5 周 制定毕业设计方案。 613 周 设计硬件电路、确定各元件参数、软件算法。 1415
3、周 整理并撰写毕业设计论文，提交论文给指导老师。 16 周 答辩。 教研室主任签字 时 间 年 月 日 毕业设计开题报告 题 目 电能数据采集系统设计 学生姓名 学号 班级 专业 电气工程及自动化 一、研究背景及现状 高等学校宿舍管理一直是个难题， 特别是各种违章大功率电器的使用屡禁不止。 由于违章电器的使用 引起火灾事故时有发生，给国家的财产造成了严重的损失，同时也对大学生的生命构成了威胁。各个高校 虽然都制定了各种规章制度，但由于学生的变化大、来源复杂、层次不一，效果一直不明显，个别学生违 规使用大功率电器，就可能危害大部分学生。 目前学生宿舍大都采用标准的公寓式结构模式。 学生正常使用的
4、电器大都是小功率的家用电器， 如台 灯、电风扇、电脑、电视、以及其他更小功率的小电器，单台负荷一般都不超过 200 瓦。而一些违规电器 都是一些功率较大的加热器如电炉、热得快、电热毯等。这些电器不仅功率大，而且大都是电阻型负载， 很容易根据其启动的特性判断出来。 所以研制一种控制电器从技术上加以防范， 在加上制度上的管理才会 起到良好的效果。本文研制了对电量参数的采集，对电流、电压、功率、功率因数以及谐波的采集，对学 生寝室个用电器的电量参数采集从而方便进行负载识别，来更好的控制学生寝室违规电器的使用。 二、国内外有关研究的动态 将模拟信号转换为数字信号， 并进行存储和计算机处理显示的过程称为
5、数据采集， 而相应的系统则为 数据采集系统，数据采集技术是信息科学的一个重要分支，它研究信息数据的采集、存储、处理及控制等 工作，它与传感器技术、信号处理技术、计算机技术一起构成了现代检测技术的基础。 随着科学技术的发展和数据采集技术的广泛应用，对数据采集系统的许多技术指标，如采样率、分辨 率、存储深度、数字信号处理速度、抗干扰能力等方面提出了越来越高的要求。数据采集领域正在发生着 重要的变化。首先,分布式控制应用场合中的智能数据采集系统正在发展。其次,总线兼容型数据采集插件 的数量正在增大,与个人计算机兼客的数据采集系统的数量也在增加。国内外各种数据采集机先后问世， 将数据采集带入了一个全新
6、的时代。 三、主要工作和所采用的方法、手段 1.提出并设计一种电能数据采集系统的整体结构，并对各个部分的工作原理及过程做简单的介绍； 2.研究数据采集系统模块软、硬件设计技术，利用 A/D 转换器和高速数字对各相电流、电压进行实时 采集，完成对基本电参量。基波、谐波电流功率值的实时采集； 3.研究电能数据采集的算法实现详细介绍了波动与闪存算法模型的实现过程； 四、预期达到的结果 采集时为连续的周波检测，24 小时不间断，用闪存对数据进行存储， 电压抬升到 0-3.3V 模拟信号。 大电压和大电流要进过 PT 和 CT 及相应电路转换。 指导教师签字 时 间 年 月 日 摘 要 目前，随着社会发展，电的使用越来越广泛。学生寝室各种非线性、冲击性和不 对称性负载不断投入使用，使学生寝室安全问题越来越受到各界的关注。 为了能够对学生宿舍系统的运行状况进行监测， 本文设计出一种电能数据采集系 统，可以按需要采集出电压，谐波电流，功率以及功率因数。硬件采用 DSP
