📦 基于FPGA的多通道工频场强监测分析研究.rar - 免费下载

随着国民经济的飞速发展，城市用电负荷不断增长，高压输变电设备在为城市供电的同时，其产生的电磁场也带来了大量的电磁污染。电磁污染不仅影响周围电气设备的正常工作，而且危害人们的安全健康，因此高压架空线的铺设和变电站的设计必须充分考虑到电磁污染的影响和对其的抑制。 为了更好的保障人们的健康安全，维护电网的安全运行，提供一个对高压架空线和变电站周围工频电场环境实时监测的措施，本文在对高压架空线和变电站周围工频电场环境的监测分析方法进行研究的基础上，设计出一套基于FPGA的多通道工频电场环境监测仪，定期对高压架空线和变电站工频电场的特性以及周边环境，诸如温湿度进行多点连续测量，将所得数据进行处理和存储，通过串口送到上位机进行分析研究，为高压架空线的铺设和变电站的设计提供参考。 本文详细阐述了多通道综合工频电场环境的监测分析方法，电场强度和温湿度的测量方法，基于VHDL和Quartus II的一系列接口电路以及通用异步收发器的设计，基于VC++/MSComm控件的上位机串口人机界面的设计以及场强仪的校准和使用方法。 工频电场的测量采用了球形偶极子的悬浮体型场强仪，将场强信号转化为电压信号，经过V—f变换，通过对频率的测量，再查通过校准得到的场强与频率的关系表得出场强的实际值；温湿度的测量采用了类似于I2C协议的全数字温湿度一体测量传感器，通过接口模块获取测量值，在上位机中进行校准和显示。 用Quartus II结合VHDL设计了频率测量电路，频率—电场查表及显示电路，与温湿度传感器的接口，与大容量串行flash的接口，完成了与上位机的异步串行通信，并在ALTERA Cyclone的FPGA芯片EP1C3T144C8中成功实现，能够稳定高效的工作。 利用VC++和MSComm控件设计的电场环境监测仪数据采集系统，通过RS232串口，实现了对存储在flash中测量数据的访问以及温湿度传感器测量数据的校准，并以一定的格式进行存储显示，供对比分析研究。 对球型偶极子探头校准是确保电场测量准确度的关键。经过在高压试验室的校准，可以得出电场和频率之间的关系表。对整个仪器联合调试后，就可以依据国家标准对要求的电场环境进行测量了。

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