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基于SOPC的电能质量监测仪的任务书
任务书
1.项目简介
本项目旨在设计一款基于SOPC（可编程系统片上电路）的电能质量监测仪，用于实时检测电能质量参数（如电压、电流、频率等），并提供数据储存、分析和报警功能，以帮助用户及时发现和解决电能质量问题，保障电力系统的稳定性和安全性。
2.需求分析
2.1功能需求
（1）监测电能质量参数，包括电压、电流、频率、功率因数、谐波等。
（2）提供数据存储和查询功能，记录历史数据，并能够分析和显示。
（3）开发报警功能，能够根据预设的电能质量参数阈值向用户发送警报信息。
（4）提供网络接口，实现远程数据访问和控制。
2.2性能需求
（1）监测范围：电压0-480V，电流0-50A，频率45-65HZ。
（2）精度：电压、电流精度≤0.5%；频率精度≤0.1%
（3）储存容量：可以记录至少3个月的历史数据。
（4）报警响应时间：不超过1秒。
3.技术方案
3.1硬件设计
（1）使用Altera公司的CycloneIVEP4CE6F17C8N可编程逻辑芯片作为SOPC的核心。
（2）使用高精度电压、电流、频率传感器进行参数监测。
（3）储存方案采用SPIFlash芯片，存储容量为16MB。
（4）采用汇流排作为扩展接口，实现传感器和其他外部模块的连接。
（5）具备以太网接口，支持远程数据传输和控制。
3.2软件设计
（1）使用NiosII软核进行嵌入式软件设计，提供实时数据采集和处理功能。
（2）设计数据存储系统，记录并分析历史数据，提供实时显示和查询功能。
（3）设计报警系统，根据用户设定的阈值实现实时报警功能。
（4）设计网络通信协议，支持远程数据传输和控制。
4.进度计划
4.1阶段一：方案设计与验证
（1）完成需求分析和技术方案设计。
（2）完成SOPC硬件电路设计和软件框架设计。
（3）完成电压、电流、频率传感器采购和测试。
（4）完成相关芯片选型和电路模拟验证。
4.2阶段二：系统实现与测试
（1）完成SOPC硬件系统实现和外部模块连接。
（2）完成嵌入式软件开发与调试。
（3）完成数据存储、分析和显示模块的实现和测试。
（4）完成网络通信协议设计和功能实现。
（5）完成整机调试和性能测试。
4.3阶段三：报告编写与提交
（1）完成项目汇报文档撰写。
（2）完成项目总结报告撰写。
（3）提交完整项目报告和源代码。
5.预期成果
（1）硬件系统原理图、PCB设计图和BOM清单。
（2）嵌入式软件源代码和开发文档。
（3）SOPC电能质量监测仪整机样品。
（4）项目汇报文档和总结报告。