基于Labview的家庭电能表设计

摘要

进入二十一世纪，随着现代科学信息技术和现代工业生产的持续发展，对电子测量和仪器技术的要求越来越高，测试工作量与日俱增，测试内容和测试对象日趋复杂，对测试精度和测试速度的要求不断提高，这使得传统的人工测试己经不满足实际测控的需求。在实际工程应用中，运用数据采集系统可获得大量的实时信息，也是获取科学数据和生成理论验证的重要手段之一。总之，不论在哪个应用领域中，数据采集与处理将直接影响工作效率和所取得的经济效益。采用虚拟仪器技术，工程师将需要测量的信号通过I/O接口设备采集、数字化后送入计算机，再利用虚拟仪器开发工具和计算机强大的数据分析、处理和保存功能以及显示器的显示能力，就能很简单地设计出一个满足专门测试需求的虚拟仪器系统。

本文利用LabVIEW的强大功能制作虚拟电能表，与传统的电能表相比较它不但能实现一般电能表的全部功能，而且能充分利用现有的计算机资源对采集到的信号进行家庭总用电量计算和对电流、电压进行时域、频域分析和处理等在普通电能表上很难实现的特殊功能。本文所采用的虚拟仪器技术是把计算机的资源和I/O硬件部件的数采功能结合起来，其产生是计算机虚拟测试技术发展的必然趋势，近年来国内外对虚拟仪器的研究开发以及虚拟仪器在各行各业的广泛应用表明了虚拟仪器的广阔前景。

本文所选用的软件LabVIEW是美国国家仪器公司软件产品，也是目前应用最广泛、发展最快、功能最强的图形化虚拟仪器开发软件。它具有开发周期短、运行速度快、可重用性好、使用方便灵活等优点。因此利用NI LabVIEW软件开发平台对虚拟设备进行设计是一种较好的方法。

关键词：虚拟仪器；电能表；LabVIEW；数据采集；动态链接库。

目录

第1章 绪论 ………….2

1.1仪器的发展过程 2

1.2虚拟仪器概述 3

1.3虚拟仪器的种类与特点…………………………………………………….3

1.3.1虚拟仪器的发展概况与种类 3

1.3.2虚拟仪器的特点 3

1.3.3虚拟仪器与传统仪器的比较 3

1.4虚拟仪器的构成……………………………………………………………3

1.5国内外虚拟仪器的现状与展望…………………………………………..3

第2章 虚拟电能表设计方案 4

2.1硬件及软件的选择 4

2.1.1软件的选择 4

2.1.2硬件的选择 4

2.2软件设计方案 5

2.2.1虚拟电能表的软件结构 5

2.2.1仪器功能 5

第3章虚拟仪器集成开发环境 6

3.1软件操作平台 6

3.2软件开发工具 6

3.3 LabVIEW前台显示面板 6

3.4 LabVIEW后台控制面板 6

3.2 LabVIEW程序执行流程 6

第4章仪器驱动 7

4.1仪器驱动的概念 7

4.2 LabVIEW平台上仪器驱动的方法 7

4.2.1 LabVIEW支持的DAQ产品的驱动 7

4.2.2 LabVI EW支持的GPIB, VXI、标准串口I/O仪器的驱动 7

4.2.3 LabVI EW不支持的数据采集卡的驱动 7

4.3本章小结 7

第5章虚拟电能表交互界面及程序设计 9

5.1数据采集模块 9

5.2波形显示模块 9

5.2.1波形显示模块的功能及控件 9

5.2.2波形显示模块的一前面板及框图 9

5.3参数测量及时间序例生成模块 9

5.3.1时间序例生成功能及功能节点 9

5.3.2测量模块前面板及框图 9

5.4频谱分析模块 9

5.4.1分析模块功能及节点 9

5.4.2分析模块前面板及框图 9

5.5小结 9

第6章调试及实验结果 9

6.1虚拟电能表的调试 9

6.2实验结果 9

第7章 结论与展望 9

参考文献 10

致谢 11