高压输电线路无线电干扰精确测量系统设计

摘要
近年来，随着电网容量的增加和电压等级的提高，高压输电线路对环境的电磁影响越来越引起人们的重视。最近国内许多地方在做高压输电线路电磁辐射环境影响评价时，都发现有由于背景电磁噪声的影响，无线电干扰超过国家标准的现象。这是因为在某一频率测量时，背景噪声中存在同频信号的干扰。但是这种干扰与被测设备电磁辐射的频率相同，测量接收机很难识别。在这种情况下，利用现有的测量设备和技术就无法准确衡量被测高压输电线路电磁辐射的情况，给电磁辐射环境影响的评价和管理带来了很大的困难。本文结合具体的项目“国家公益性行业科研专项：环境影响评价中电磁环境精确测量技术与精确预测系统的研究”，对高压输电线路无线电干扰的精确测量进行了深入的研究，在分析了模拟双通道接收机优缺点的基础上，提出模拟双通道接收机数字化的设计方案，并完成了无线电干扰精确测量系统的总体设计和软件设计。在利用数字化的双通道接收机进行无线电干扰测量时，由于两个通道即两台测量接收机不在同一位置，因此对两个通道数据采集严格同步提出了很高的
要求。在本项目中选用ADI公司的可利用GPS信号进行时钟同步的芯片AD9548，为两个通道提供同频同相的本振时钟信号和采样时钟信号，以保证两个通道能同步进行数据采集。在利用无线通信技术进行数据传输方面，经分析和比较选用了ZigBee无线通信模块。对于虚拟仪器而言，软件是系统设计的关键，在基本硬件确定以后，就可以通过设计不同的软件实现不同的仪器功能。本文在分析了高压输电线路无线电干扰自动化测试实际需求的基础上，在LabVIEW平台上开发了一套测控系统软件，实现了数据采集、数据存储和数据融合处理等功能模块，并结合Access数据库技术，实现了对测量数据的数据库管理。
关键词：同步采集，GPS，虚拟仪器，LabVIEW，数据融合
目录
摘要.............................................................................................................................. I
Abstract......................................................................................................................II
目录........................................................................................................................... IV
1  绪论.......................................................................................................................1
1.1  课题背景及意义...........................................................................................1
1.2  国内外研究状况...........................................................................................3
1.3  论文研究内容与章节安排...........................................................................5
1.4  本章小结.......................................................................................................5
2  测量系统的总体设计......................................................................................6
2.1  无线电干扰特性...........................................................................................6
2.2  虚拟暗室测试系统.......................................................................................7
2.2.1  系统组成.................................................................................................7
2.2.2  自适应噪声对消......................................................................................7
2.3  系统设计目标...............................................................................................9
2.4  系统设计方案...............................................................................................9
2.5  本章小结.....................................................................................................10
3  测量系统的构成..............................................................................................11
3.1  系统硬件组成.............................................................................................11
3.1.1  数据采集子系统....................................................................................11
3.1.2  时钟同步模块........................................................................................12
3.1.3  时钟同步芯片AD9548介绍....................................................................14
3.1.4  无线传输模块........................................................................................17
3.2  系统软件结构.............................................................................................18
3.2.1  虚拟仪器的概念及特点..........................................................................18
3.2.2  虚拟仪器的开发平台.............................................................................19
3.2.3  软件结构设计........................................................................................20
3.3  本章小结.....................................................................................................22
4  测量系统的软件设计....................................................................................23
4.1  登录控制模块.............................................................................................23
4.2  用户管理模块.............................................................................................25
4.3  参数设置模块.............................................................................................27
4.3.1  通信设置...............................................................................................27
4.3.2  同步设置...............................................................................................28
4.3.3  测量设置...............................................................................................29
4.3.4  测试点设置...........................................................................................32
4.4  数据采集模块.............................................................................................33
4.4.1  通信协议...............................................................................................33
4.4.2 CRC校验...............................................................................................34
4.4.3  数据采集和显示程序.............................................................................35
4.5  数据融合处理模块.....................................................................................39
4.5.1  数据融合算法........................................................................................39
4.5.2  程序实现...............................................................................................41
4.6  数据查询模块.............................................................................................43
4.7  系统帮助模块.............................................................................................44
4.8  测量系统数据库管理.................................................................................45
4.8.1 LabVIEW中数据库访问途径..................................................................46
4.8.2 Database Connectivity Toolkit简介及配置.................................................46
4.8.3 SQL简介...............................................................................................47
4.8.4  数据库管理程序设计.............................................................................47
4.9  发布应用程序.............................................................................................51
4.10  本章小结...................................................................................................51
5  总结与展望.......................................................................................................52
参考文献...................................................................................................................53
在学期间发表的学术论文与研究成果...........................................................55
致谢............................................................................................................................56