基于Labview的家庭电能表设计-开题报告-文献综述-参考文献

（一）国内研究现状

随着我国经济的飞速发展，各行各业对电的需求越来越大，不同时间用电量不均衡的现象也日益严重。为缓解我国日趋尖锐的电力供需矛盾，调节负荷曲线，改善用电量不均衡的现象，全面实行峰、平、谷分时电价制度，“削峰填谷”，提高全国的用电效率，合理利用电力资源，国内部分省市的电力部门已开始逐步推出了多费率电能表，对用户的用电量分时计费。1995年4月，由国家计委、国家经贸委和电力工业部联合在上海召开的全国计划用电工作会议上决定，用3～4年时间，在全国各大电网内，有计划、分步骤全面推行峰谷分时电价制度。总目标是各网转移高峰电力10～15%，全国实现转移高峰电力 1000～2000万千瓦，推行的范围不仅是工业、商业用户，而且对非工业、农业用电也要逐步实行。在有条件的地区，即已经实行一户一表的居民用电区，也将有计划的开发低谷用电，实行峰谷电价，以提高电能利用率，提高居民的用电质量。对电力用户采用不同时段和不同计费标准。鼓励低谷时段的电力消费。

1980年，河南地区首先提出了按峰、谷时间分段计量电能，以经济手段促进合理、均衡、科学用电的建议，继而开始进行了试点，通过实践，初步摸索了一些有参考价值的经验。随后，山西省利用简易设备先后在一部分用电单位进行了联合试点。1982～1985年，全国许多省市和地区也相继实行了电能分时计量及与此相适应的新的收费制度，并取得了非常大的成效。一些大的电网局也把它作为技术改进的重要内容和开展科学用电的重要措施之一。至此，我国己跨进了用多种电价作为辅助管理手段和控制用电负荷的国家行列。

早期主产的第一代石英钟控分时电能表。这种电能表通过导线连接石英钟各种不同时段来分别驱动峰、谷电磁计数器，分别显示出峰、谷电量及总电量，按总电量扣除峰、谷电量即为平常时段电量。由于这种分时计费电能表的可靠性较差。计时分段精度太低（最小分割为5min），易受干扰，时段调整也比较麻烦，使用功能单一，不能适应分时计费中的一些特殊要求，目前已基本淘汰停用。

第二代机电一体化结构的分时电能表。这种电能表采用1.0级感应系电能表机芯为基础，采用红外光电变换器，脉冲输出和中央处理器（CPU），单片机电路，使用附带的键盘编程或者红外无线键盘来进行各种需求量、时钟、时段、双休日的设定，可保护本月最大需求量、上月最大需求量和本月峰、平、谷最大需求量显示及存储。带有脉冲输出及RS-232串行通信口，便于数据远程传送与监控。仪表性能比较精密可靠，功能可满足我国现阶段分时计费需求，生产工艺比较成熟，价格具有竞争力，是目前国内应用最为广泛的一代产品。但是美中不足的是各生产厂家均为自行开发专用单片机，存在产品兼容性差，维修困难的缺点。这一系列产品常见的有DF68.DF93.DTF33.DF86. DSF20.DIF－2.DF32.DTF864MRZ、DSD66等

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（二）研究成果

当前电力行业电能计量仪表的主要方案一般都是基于半导体技术而实现精确计量目的。电能表一般均采用了高精度的A/D 转换器，将电网的电压、电流信号进行采样和模数转换，然后利用高速微处理器对数字信号进行分析、处理和数据再加工、分拣，从而产生各种计量数据；最后利用各种通讯接口、人机界面实现与各种设备进行对接。

电能表是采样技术、微处理技术、设计技术和经验相结合的产物，是跨学科的高技术产品。电能表制造商根据自身设计的理解和应用技巧，实现电能表的各项功能。电能表产品上，目前已经具备了多功能、网络化、智能化、数字化的需求，能够满足当前各种计量的要求，如有功计量、无功计量、需量计算，电网质量检测、电网事件记录等复杂功能，并能够作为通讯从站与中央控制主站进行数据交互。

用电信息采集系统产品技术处于持续发展和提升过程中，产品要求和产品功能不断优化、不断增加，以适应越来越高的信息化管理要求。产品技术上综合了当前成熟的电能表计量功能、电磁测量技术、DSP 数据处理技术、工业自动控制技术、无线远传技术、低压电力线载波通讯技术、嵌入式实时操作系统软件平台技术；是跨学科、高技术的系统性产品，属于新兴产品，国内外厂商目前的技术水平基本处在同一水平上，与国际知名厂商在技术上、性能上差距不大。

电能表行业目前主流产品在国际上已经处于快速发展阶段，属于朝阳行业，全球包括发达经济体和发展中国家均在进行电能表的更新换代，以适应当前整个世界形势的变化。一是全球性的节能减排要求，必须进行能量的精确计量，促进各用电主体根据能量的变化进行用电控制，改变用电习惯；二是适应电力企业管理现代化、信息化的要求，通过智能电能表作为电网的一个节点，可以快速有效地了解电力用户、变电站等计量测量点的用电实时情况，提供更加精确的服务和管理。

电能表产品中需求量最大的是单相居民电能表，但是由于居民用电量的逐年增加、用电负荷的增大，相关的用电设备要求使用三相供电。同时利用三相供电可以提高负荷平衡率、降低电力线损。目前发达国家居民用电大部分已经采用三相供电，国内如宁波等沿海经济发达地区，三相电子式电能表的应用范围已逐步从工业用电为主扩展到居民用电领域。因此三相计量电能表的需求将越来越大，在电能表的需求结构中的占比将逐步提升。

为推进智能电网建设，智能电能表和用电信息采集系统将作为智能电网建设的重要组成部分，实现对用电用户的“全覆盖、全采集、全费控”，将促进用电信息采集系统产品技术的提升。

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二、^范文提纲

1绪论

1.1仪器的发展过程

1.2虚拟仪器概述

1.3虚拟仪器的种类与特点

1.3.1虚拟仪器的发展概况与种类

1.3.2虚拟仪器的特点

1.3.3虚拟仪器与传统仪器的比较

1.4虚拟仪器的构成

1.5国内外虚拟仪器的现状与展望

2虚拟电能表设计方案

2.1硬件及软件的选择

2.1.1软件的选择

2.1.2硬件的选择

2.2软件设计方案

2.2.1虚拟电能表的软件结构

2.2.2仪器功能

3虚拟仪器集成开发环境

3.1软件操作平台

3.2软件开发工具

3.3LabVIEW前台显示面板

3.4 LabVIEW后台控制面板

3.5 LabVIEW程序执行流程

4仪器驱动

4. 1仪器驱动的概念

4.2 LabVIEW平台上仪器驱动的方法

4.2.1 LabVIEW支持的DAQ产品的驱动

4.2.2 LabVI EW支持的GPIB, VXI、标准串口I/O仪器的驱动

4.2.3 LabVI EW不支持的数据采集卡的驱动

4.3本章小结

5数据采集

5.1概述

5.1.1  DAQ基本概念

5.1.2数据采集卡的基本性能指标

5.2本文采用的采集卡

5.2.1多功能数据采集卡NI9208

5.2.2系统测试流程

5.2.3.多功能数据采集卡NI9208编程

5.3本章小结

6虚拟示波器软面板及程序设计

6.1数据采集模块

6.2波形显示模块

6.2.1波形显示模块的功能及控件

6.2.2波形显示模块的一前面板及框图

6.3参数测量及时间序例生成模块

6.3.1时间序例生成功能及功能节点

6.3.2测量模块前面板及框图

6.4频谱分析模块

6.4.1分析模块功能及节点

6.4.2分析模块前面板及框图

6.5虚拟信号产生模块的设计

6.6小结

7调试及实验结果

7.1虚拟示波仪的调试

7.2实验结果

8结论与展望

三、参考文献

[1] 陆绮荣，李新. 基于LabVIEW虚拟电压表的设计. 《桂林工学院学报》, 2003, 04期:369-372

[2] 李机闯，胡景春，赵矿军. 基于LabVIEW的电表校验虚拟仪表接口控制. 《微计算机信息》, 2007, 28期:124-126

[3] 王航宇.基于LabVIEW脉冲和过渡过程测量的虚拟仪器. 《电子设计工程》, 2009, 第6期:54-55

[4] 毕虎，律方成，李燕青，李和明. LabVIEW中访问数据库的几种不同方法. 《微计算机信息》, 2006, 01期:131-134

[5] 汪敏生. LabVIEW基础教程. 电子工业出版社, 2002

[6] 余松. 虚拟仪器在电力系统中的应用研究. 《陕西电力》, 2008, 12期:68-72

[7] 赵永立，张玉红，杨建成.虚拟仪器-测试技术的新领域. 天津市自动化学会年会, 2005

[8] 孙秀桂，张洪斌. 基于DAQ及LabVIEW的虚拟数字电压表的设计. 《国外电子测量技术》, 2009, 第12期:57-59

[9] 郭倩，李惊东，宋大维，刘章发. 多通道信号遥测系统数据采集与显示研究. 《测控技术》, 2009, 12期:10-12

[10] 陈树学. LabVIEW 实用工具详解. 电子工业出版社，2014年9月

[11] 陈树学 刘萱. LabVIEW宝典. 电子工业出版社，2011-03-01

[12] 耿世钧.新一代的智能仪器虚拟仪器.河北工业大学学报，1999.23-26

[13] 徐炉清，顿敦.动态链接库(DLL)的应用.机械与电子，1999， 4：67-68

[14] 测试测量和自动化 NATIONAL INSTRUMENTS

[15] Gary W Godson. LabVIEW Graphic Programming. USA： MC Grew-Hill 1998

[16] G Programming Reference Manual. USA： National Instruments Corporation1998

[17] LabVIEW User Manual. USA： National Instruments Corporation，  1998

[18] LabVIEW Function Manual. USA. National Instruments Corporation， 1998

[19] Noel Adorns. Developing a LabVI1W Instruments Driver. USA： The Application

Note ： National Instruments Corporation

[20] 白凤山.多功能虚拟示波器的研究与实现.电测与仪表，2001，38(4)：36-38