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序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇數據分析軟件設計范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。
航空設備數據分析一直是一個難題，因為數據按ICD協議上傳，需要轉化為可讀數據才能分析設備的運行狀態。但是設備的上傳速率一般在毫秒級，所以設備運行一個小時可以輸出上百兆的數據，人工分析這些數據費時費力且錯誤率高，容易錯過關鍵數據。
針對這種情況，作者設計了一種專門分析設備上傳數據的軟件（簡稱數據分析軟件）。使用數據分析軟件處理百萬行的數據只需要不到一分鐘的時間，而且該軟件可以將數據制成曲線，可以更容易地捕捉到關鍵數據。
1 數據分析軟件
數據分析軟件包含兩個模塊：數據轉換模塊和數據繪制模塊。
1.1 數據轉換模塊
1.1.1 時間類
航空設備上傳的數據一般以時間為基準，因此數據轉換時需要保留原始數據的時間信息，這樣才能將數據繪制成以時間為X軸的曲線。時間類的定義如圖1：
基類Time繼承了IComparable接口，所以Time類重載了 “！=”，” ”，”==”四個操作符，這樣Time類的對象之間可以比較大小，所以轉換后的數據可以按時間前后排序。
1.1.2 數據類
在數據分析軟件中，數據是以行為單位的，每一行數據有多個域，不同行數據的域名相同，域內的數據不同。數據行類定義如圖2。
DataLine的對象代表一行轉換后的數據，ToString接口可以將DataLine里存儲的數據以文本的形式輸出。DataLine是一個抽象類，需要用他的子類實例化對象。由圖可見，MLSData集成了DataLine類，在成員變量中加入了一個MLSTime的對象_time用以表示該行數據的上傳時間，并且可以用CompareTo接口比較兩個MLSData對象的時間先后。其實MLSData的CompareTo接口只是調用了成員變量_time的CompareTo，如圖3。
1.1.3 翻譯器類
翻譯器實現的功能是將一行原始數據轉換為可讀數據，翻譯器定義如圖4。
Translator是一個抽象類，其中定義了一個抽象函數Translate，這個函數有一個類型為String的形式參數data，并返回一個DataLine類（或其子類）的對象。其中data表示一行文本格式的原始數據，返回值DataLine表示轉換后的數據。當需要分析按新版本ICD協議上傳的數據時，只需創建一個新的Translator子類，并按ICD協議重寫Translate函數即可。
1.2 數據繪制模塊
數據繪制模塊類關系圖如圖5：
父類DataDrawer是一個抽象函數，他實現了繪制曲線的一些基本功能。子類MLSDrawer集成了DataDrawer的基本功能，并添加了數據段放大功能。MD_WarningLine添加了告警線的顯示功能，分析人員可以清晰地看到數據告警的位置，并針對該段數據進行分析。MultiLineDawer添加了多曲線繪制弄能，可以將多組數據的曲線繪制在同一坐標系內，讓分析人員可以進行多組數據間的交叉比對。
2 實際應用
如圖6，設備上傳數據經數據轉換模塊處理后輸出可讀數據。
數據繪制模塊讀取分析結果數據后，可以將結果中的一組或多組數據繪制成曲線。
在曲線繪制區域內拖動鼠標可已放大局部數據，如圖9。
中圖分類號：TP311.52 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9599 (2011) 23-0000-01
Market Basket Analysis Software Design and Implementation
Based on Data Mining
Tong Tiejie
(Ningbo High-tech Zone Yao Yao Technology Co.,Ltd.,Ningbo 315040,China)
Abstract:Market-basket analysis is a Data Mining technology for the retail enterprise sales,it is very important for the marketing strategy choice.Through these analyses,we can found the hidden consumer spending patterns and identify the mix of goods sold for profit opportunities.This paper describes how to build market-basket analysis software,including requirements analysis,detailed design and coding.
Keywords:Data mining;Market-basket analysis;Cluster analysis
一、引言
商業智能技術在當前的商業社會有著廣泛的應用前景，特別是對零售型企業來說非常需要，而數據挖掘技術是商業智能技術的一個重要組成部分。從顧客的購買交易中分析出顧客有可能會同時購買的一類或一組商品關聯商品，商場則可根據此分析結果調整商品的擺放位置，把相關商品擺放在一起，以增加商品的銷售量同時，還可為促銷提供幫助促銷一種商品，并避免在同一時期促銷同一類相關商品，從而大幅度提高促銷的效果。
市場購物籃分析在數據挖掘應用領域中有著獨特的地位，越來越多的企業通過分析軟件的幫助來部署、改變他們的銷售策略。比較典型的如日本的7-11便利連鎖店，他在全世界擁有超過28200個連鎖店，他們正是靠著“市場購物籃分析軟件”來展開貨品的部署及搭配，起到了非常好的效果。
二、軟件整體結構設計
商場的銷售數據從POS機讀入，存儲到后臺的數據庫，形成了海量的原始銷售數據集。系統首先要做的就是將這些海量數據進行數據抽取、清洗和轉換，建立一個新的數據倉庫。在此數據倉庫基礎上，軟件進行數據挖掘操作，形成有效的數據報表，同時生成時間、門店、商品三個緯度的聚類數據。此過程涉及到數據抽取工具（ETL）的設計，冗余數據的刪除以及大量數據的比對。總體架構圖見圖1。
圖1：軟件總體架構圖
軟件分成數據處理與數據展示兩部分。數據處理為服務器端，主要是將多個原始數據庫中的數據根據所選條件，抽取到數據倉庫中，以多維數據集和數據集市的形式存儲，并在數據倉庫基礎上進行數據挖掘操作，本軟件中的數據挖掘主要是聚類分析以及購物籃分析。數據展示為BS模式，用戶可以從互聯網上根據不同的權限登錄查看各類報表，比如用戶在某次購買活動中同時購買多類產品的概率等。
三、開發難點及解決方案
本軟件最大的難度在于數據倉庫的動態建立過程，其次是在數據倉庫基礎上所做的數據挖掘工作。針對這兩大難點，設計人員做了如下處理：
（一）數據倉庫的動態建立。由于原始數據是POS機傳到后臺數據庫的不斷變化的數據，因此所建立的數據倉庫也要隨之同步，但同步時間可控制。為此，本軟件專門獨立開發了ETL工具，用于對不同數據源的數據抽取，可以根據條件單表或者多表生成新的數據表到數據倉庫中；同時，數據若有更新，則定時以作業的形式同步到數據倉庫。這里涉及到一個多表連接查詢海量數據速度的問題。軟件采用的方法是多進程多線程模式，一個進程以10萬條數據為一隊列，以主鍵排列的方式放到緩存區，排序完成后另一進程負責將數據插入到數據倉庫。多線程的方式保證了海量數據的及時插入與更新。
（二）數據挖掘操作。當數據倉庫建立之后，就需要對數據倉庫進行數據挖掘操作，本軟件主要采用的數據挖掘技術為購物籃分析及聚類分析。購物籃分析從對顧客的購買行為進行分類開始，接下來的步驟是根據購買者特征，鑒別出提升利潤的活躍性信息。一旦購買者特征決定的利潤水平已知，零售商就擁有了可用于關鍵決策制定的實際數據。一般情況下，購物籃分析往往伴隨著聚類分析，是以各種非定向式的數據挖掘。聚類分析最簡單的形式就是用算法決定類的數量，確定在特定類或者組中平均變量特征。本軟件采用的是Aporio算法的改進版，具體算法內容此處不做贅述。
四、實驗仿真及分析
軟件采用一個擁有120家連鎖店的零售企業做模型范本，測試數據為1000萬條銷售數據。經過實際使用，一千萬條銷售數據，按分店、日期、商品三種緯度抽取建模時間小于十分鐘；一千萬條銷售數據按月、周、日、小時不同顆粒度抽取建模時間小于十分鐘；一千萬條銷售數據按不同的條件（付款方式、價格、金額、銷售量）抽取建模時間小于十分鐘；一千萬條數據中計算兩種商品關聯度時間小于十分鐘。根據以上的數據，對比微軟的SQL Server Analysis Service及IBM的SPSS Clementine的建模分析時間，本系統的性能已經非常接近兩大巨頭的商業智能軟件。
五、結束語
本軟件實現了市場購物籃分析這一數據挖掘領域比較重要的分析技術，能夠幫助商場建立一個之前并不知曉的銷售模型。通過找出商品之間的關聯性，給出這些關聯性的合理解釋，并創造出增加整體利潤的方法。但這一軟件也有他的局限性，他只是構建出一個假設性的銷售策略，該策略是否有效，要經過實際的市場銷售檢驗，只有能切實提高銷售的情況下軟件才真正具有價值。
參考文獻：
1.引言
隨著網絡維護規模的加大，網絡技術的變化，網絡關鍵數據的采集也越來越困難。有時為了分析和采集數據，必須能在異地同時地進行采集，于是將協議分析儀的數據采集系統獨立開來，能安置在網絡的不同地方，由能控制多個采集器的協議分析儀平臺進行管理和數據處理，這種應用模式就誕生了分布式協議分析儀。這種分布式協議分析儀是未來網絡安全分析和研究的一個重要發展趨勢。網絡測量作為一種收集網絡運行數據和分析網絡協議運行狀態的重要手段之一，在幫助網絡管理人員分析網絡異常的原因方面發揮了重要的作用。
2.本文研究內容
本課題針對網絡數據包的捕獲和分析技術做了比較深入的闡述。設計并實現了一個基于Pcap的實時網絡數據包捕獲和協議統計分析系統。該系統WinPcap網絡數據包捕獲機制，對流經網絡的數據包進行監測和統計分析，系統提供了網絡數據包的抓取和分析功能。
本文研究與開發一套用于中小規模網絡系統的網絡監控軟件，重點考慮對網絡故障的分析功能，設計并實現了一個基于WinPcap的實時網絡數據包捕獲和協議統計分析系統。該系統在RTFM流量測量框架體系結構上，采用WinPcap網絡數據包捕獲機制，對流經網絡的數據包進行監測和統計分析，并通過多線程技術和讀寫緩沖技術，解決了讀取緩沖區中數據和網絡數據到來之間的速度差異：在連續地捕獲數據包的同時，對數據包進行同步地分析和歸類，并進行應用級處理。完成了數據包級和流級的流量指標，包括TCP/IP各層協議分布，包大小分布，前N名的IP主機和主機對分布等；并提供網絡運行狀態的告警指示，可以根據網絡安全管理員設定的特征信息，對具有特征信息的數據包進行分類解析、還原和預警。系統使用了基于五元組的Flow結構，并加入了Hash算法，添加了對TopN主機進行排序的數組，從而提高了檢索和監測效率。有效地解決了目前根據RTFM實現的網絡測量系統，如NeTraMet，存在功能有限、性能不高，并且配置麻煩的局限性。
3.軟件詳細設與計實現
3.1 軟件設計流程
軟件利用VC++與MFC技術設計一個基本的針對PCAP文件格式的網絡數據包分析軟件。界面采用MFC實現一個單文檔的程序，用戶區分為上下連個視圖，上面視圖是一個列表，顯示捕獲的數據包主要信息，信息內容包括：時間、序號、長度、源MAC、目的MAC、類型、端口等內容。下面視圖顯示數據包分析的時間以及數據保存的目錄等信息。點擊文件——打開，選擇一個事先保存好的pcap文件格式數據包如圖1所示：
3.2 網絡協議分析的總體流程
該模塊從緩沖區內讀取數據包，首先對數據包進行分解，然后按照網絡協議對數據包進行解析。并以列表的形式實時顯示數據包的解析結果，包括數據報的包長度、源IP、目的IP、端口、使用協議等相關信息。數據包分析顯示流程圖如2所示：
3.3 分析模塊的實現
被捕獲的數據只要經過解析才能夠對協議的分析提供有用的數據。本模塊就是對捕獲的數據包按照數據鏈路層（MAC）、網絡層（IP， ARP/RARP）、傳輸層（TCP， UDP， ICMP）和應用層（HTTP等）的層次結構自底向上進行解析，并將解析結果顯示輸出。
4.結束語
本文研究與開發一套用于中小規模網絡系統的網絡監控軟件，重點考慮對網絡故障的分析功能。設計并實現了一個基于WinPcap的實時網絡數據包捕獲和協議統計分析系統。系統在RTFM流量測量框架體系結構上，采用WinPcap網絡數據包捕獲機制，對流經網絡的數據包進行監測和統計分析，并通過多線程技術和讀寫緩沖技術，解決了讀取緩沖區中數據和網絡數據到來之間的速度差異；在連續地捕獲數據包的同時，對數據包進行同步地分析和歸類，并進行應用級處理。完成了數據包級和流級的流量指標，包括TCP/IP各層協議分布，包大小分布，前N名的IP主機和主機對分布等；并提供網絡運行狀態的告警指示，可以根據網絡安全管理員設定的特征信息，對具有特征信息的數據包進行分類解析、還原和預警。
參考文獻
[1]謝鰓，張大方，文吉剛.基于WinPcap的實時網絡監測系統[J].湖南大學學報（自然科學版），2006.
[2]WILLIAMSON C.Internet traffic measurement[M]. IEEE Internet Computing，2001，Vol.5（6）：70-74.
[3]莊春興，彭奇志.基于WinPcap的網絡嗅探程序設計[M].計算機與現代化，2002.Vol.5：34-36.
[4]趙心宇，朱齊丹，朱達書.應用WinPcap捕獲網絡數據包[J].應用科技，2004，Vol.31（11）：29-31.
[5]循序漸進學習使用WinPcap[J].中國協議分析網.http：//pafnet，2005.
[6]Charles Hornig.A Standard for the Transmission of IP Datagazns～EthemetNetworks[M].RFC894，1984.
[7]J.Postel，J.Reynolds.A Standard for the Transmission of 1P Datagrams over IEEE 802 Networks[M].RFC1042，198.
為了統一各型號數字電視廣播發射機之間的接口，現有的規定明確指出，地面數字電視廣播發射機的遙控采用RS232、RS485或RJ45監控接口，然而實際上大部分地面數字電視廣播發射機仍然采用的GPIB接口。監控系統的硬件接口種類繁多，不同硬件接口采用不同的協議，這就給集成監控系統的設計帶來了難度。根據這種情況，必須在統一數據傳輸協議的原則上設計一種集成監控系統。當前，應用最廣泛的是TCP/IP協議，該協議能夠適用于眾多的應用平臺。
1.2硬件構成
在選擇了使用TCP/IP協議進行統一構架之后，就要對其硬件構成進行探討。對于TCP/IP協議地面數字電視廣播發射機集成監控系統來說，其硬件構成包括以下幾個關鍵器件：被監控系統、接口協議轉換器、網絡交換機和監控終端等。集成監控系統的監控對象為發射機，通常情況下，發射機通過監控接口與監控終端進行通信，向監控終端提供實時監控數據。由于監控終端的通訊接口數量有限，難以與眾多發射機進行連接。因此，在發射機集成監控系統的設計過程采用了接口協議轉換器，不同的硬件接口可以通過硬件協議統一轉換為支持TCP/IP協議的以太網接口，在網絡交換機的幫助下，監控終端只需以一個以太網接口就能實現與所有被監控的發射機連接，增強了集成監控系統的可擴展性。監控系統可以為工程技術人員提供直觀的監控界面，為工程技術人員提供監控數據分析并及時發送異常情況報告。為了方便操作和維護，工程技術人員通常將計算機或者服務器作為監控終端。
1.3軟件設計
有了硬件設備做基礎，就要加大力度對軟件進行精心的研發和設計。在整個地面數字電視發射機集成監控系統中，監控軟件的設計和開發是研發的核心。監控系統軟件設計可以劃分成兩個類型：一類是軟件架構，另一類是協議包裝。如果根據軟件的功能進行劃分，可將監控系統軟件分為：數據采集模塊、數據存儲模塊、數據分析模塊、控制模塊和數據顯示模塊。具體來說，數據采集模塊主要是與嵌入式設備服務器進行通信，負責發送信息，接受檢測數據。數據存儲模塊將檢測數據保存到用戶指定的數據庫，用戶可以通過此模塊對檢測數據進行管理和操作。若發現檢測數據異常，數據分析模塊會想用戶提示警告，控制模塊則整個軟件系統進行控制。集成監控軟件設計過程中會應用到眾多關鍵技術，例如：C#編程技術、TCP/IP通訊技術、C/C++編程技術串口通訊技術等，這些技術都與協議包裝有一定的聯系。協議包裝是整個監控系統軟件的關鍵，它可以將不同通訊協議重修包裝在TCP/IP之上，讓型號不同的發射機監控數據共同運用以太網進行傳輸。
2發射機集成監控系統的作用
2.1監控
監控功能是發射機集成監控系統的主要功能，同時也是用戶最需求的功能。詳細說來，地面數字數字電視發射機集成監控系統的監控功能主要包括以下三個方面：一是狀態數據采集、二是數值數據采集、三是運程監控。下面就分別論述這三個功能的具體實現。對于狀態數據采集功能來說，數據狀態用于顯示出發射機的工作狀態，監控系統會實時采集發射機的狀態數據；集成監控系統除了采集發射機的狀態數據，還能對發射機各部件的參數值進行采集，通過判斷參數值決定是否向用戶發出聲光形式的警報；遠程監控功能需要用戶有相應的操作權限才能實現，該功能可遠程控制發射機，通過干預發射機的運行，執行發射機的開機與關機指令。
2.2查詢和數據記錄
地面數字電視廣播發射機集成監控系統除了具有監控功能之外，還具備查詢和數據記錄的功能。發射機的用戶可以通過訪問接口實現監控系統的查詢功能與數據記錄，監控系統在第一時間將采集的狀態數值與各部件參數值，并將其發送給監控服務器，服務器會以數據庫文件的形式進行儲存，便于用戶查詢和備份。這項功能的研發給用戶帶來了極大的便利。
2.中科華核電技術研究院有限公司北京分公司，北京100086）
摘要：控制棒驅動機構（CRDM）是控制棒的驅動裝置，它是核反應堆壓力容器內惟一的可動部件，也是關鍵部件之一。為了提高大亞灣核電站在大修期間CRDM噪聲錄波試驗的效率、簡化試驗的過程，通過對CRDM噪聲錄波試驗進行分析研究，合理設計CRDM噪聲錄波試驗臺結構，并采用LabVIEW 軟件編程實現信息采集、數據記錄、分析等多種功能，設計一種新的CRDM 噪聲錄波試驗臺。該試驗臺解決了試驗數據分析困難等問題，簡便易行，對大亞灣核電站大修期間的CRDM試驗具有重要意義。
關鍵詞 ：LabVIEW；控制棒驅動機構；CRDM噪聲錄波試驗；試驗臺
中圖分類號：TN912.206?34；TP216.1 文獻標識碼：A 文章編號：1004?373X（2015）13?0090?03
收稿日期：2015?01?23
0 引言
核電站機組的安全、可靠、經濟運行在很大程度上取決于儀表控制系統的性能水平[1?3]。隨著科技的發展，核電站的各項設備正在向更安全可靠和技術更先進的方向高速發展[4?5]。CRDM是核電站的關鍵部件之一，具有實現控制操作反應堆的啟動、調節功率、保持功率、正常停堆等作用[6?10]。在大亞灣核電站中，由于缺少專用試驗臺對CRDM噪聲錄波的功能試驗，導致在大修工作中CRDM 試驗過程繁瑣、試驗后分析數據困難，對大修工作的順利進行造成影響。因此，本文設計在大修期間能夠進行CRDM噪聲錄波試驗的試驗臺。
1 試驗臺功能
在核電站大修期間，為簡化CRDM試驗過程并實現對試驗數據進行自動分析等功能，這里基于LabVIEW軟件設計試驗臺，以完成相應的試驗功能。
CRDM 噪聲錄波試驗的目的是為了檢查CRDM 是否工作正常。在該試驗中，CRDM噪聲錄波試驗將采集的麥克風信號和電流信號進行比較，然后得出CRDM的響應時間，并判斷該響應時間是否在閾值范圍內。默認信號采樣頻率為1 kHz。麥克風信號（電壓值）和電流信號（電壓值）將同步采集。
CRDM噪聲錄波試驗信號示意圖如圖1所示。
“CRDM 噪聲錄波試驗”的啟停操作由試驗人員控制。該試驗按棒組分步進行，每個棒組由8根棒束編成。試驗中采集的信號最多有32個：8路麥克風信號；8路MG信號；8路SG信號；8路LC信號。試驗結果可以在顯示器中顯示并由打印機打印。
試驗臺采集CRDM 噪聲錄波信號示意圖如圖2所示。
麥克風信號和MG 信號、SG 信號和LC 信號通過麥克風信號電纜和電流信號電纜進入RGL試驗臺。信號進入試驗臺后，經過隔離模塊的電氣隔離，通過SCB?68接線盒進入PCI?6255采集卡。采集到的數據經過處理后可以在顯示器中顯示或經打印機輸出。
2 試驗臺結構設計
CRDM試驗臺設計為一臺可移動機柜，如圖3所示。
試驗臺的組成包括：工控機，數據采集系統，接口機箱，連接機箱，電源機箱，打印機，若干電纜。試驗臺為框架結構，采用標準箱體，框架采用標準型材；頂部四角位置安裝有起吊螺栓；底部安裝4個滾輪，方便在試驗現場移動，其中2 個滾輪帶鎖定裝置。試驗臺采用NI采集板卡實現數據采集，并配備工控機、KVM（鼠標、鍵盤和顯示器套件）和打印機。工控機中運行測試程序；KVM提供人機接口和人機交互界面；打印機用于打印測試結果。
3 試驗臺軟件設計
為實現CRDM 噪聲錄波試驗，這里采用LabVIEW進行軟件設計。試驗臺軟件應包括信息配置、數據采集、歷史數據分析、圖像回放、報表打印等功能。
CRDM噪聲錄波試驗在提棒過程和插棒過程進行，需采集的信號包括線圈電流（SG，LG，MG）和勾爪動作聲音信號。電流信號，通過采集隔離放大卡電壓輸出來表征電流信號；勾爪動作信號，通過采集麥克風信號獲得。試驗臺以配置文件方式向用戶提供可測試棒組，用戶可從操作界面選擇被測棒組，軟件將對不同測試棒組以獨立文件夾存儲棒組相關測試數據。
用戶需要根據實際情況進行初始步長設置，該試驗數據采集主界面如圖4所示。
用戶設置電站名稱、機組單元、用戶名、溫度、壓力等信息后，開始采集信號。用戶可以通過操作界面手動停止采集，然后進行數據分析，從而得出測試結果。
數據分析和回放界面分別如圖5，圖6所示。
在數據分析界面，用戶可以選擇任一棒組的測試數據，軟件默認顯示第一根棒的數據，用戶可以選擇其他控制棒的測試數據，每一步的T1~T7的測試時間將自動計算，并顯示在表格中。用戶可以點擊打印按鈕，將該測試數據打印或點擊導出按鈕，將該測試數據導出至Excel或Word文件。
4 結語
基于LabVIEW 設計CRMD 噪聲錄波試驗臺，完成CRDM噪聲錄波功能試驗，解決大亞灣核電站在上述試驗過程繁瑣及數據分析困難等問題。該試驗臺的設計，對CRMD試驗有重要意義，同時，對大亞灣核電站的大修工作有著重要的作用。
參考文獻
[1] 王家勝，洪振旻，.核電站數字化儀控系統改造中的幾種控制系統綜合應用分析[J].核科學與工程，2005（3）：231?238.
[2] 李紅鷹，許川.秦山核電二期工程控制棒驅動機構國產化研制[J].核動力工程，2003（z1）：143?145．
[3] 左文，閆玉輝.秦山核電二期工程棒控棒位系統設計[J].核動力工程，2003（z1）：146?149．
[4] 史覬，蔣明瑜，馬云青.核電站儀控系統數字化開發仿真測試技術研究[J].核技術，2005（2）：76?81.
[5] 王新新.新時期我國核電發展現狀及對策分析研究[J].節能技術，2010（1）：60?64.
[6] 徐小琳，郭人俊.數字化儀表控制系統及其在核電站中的應用[J].高技術通訊，1997（1）：59?62.
[7] 廣東核電培訓中心.900 MW 壓水堆核電站系統與設備[M].北京：原子能出版社，2005.
[8] 沈小要.控制棒驅動機構動態提升特性研究[J].核動力工程，2012（1）：51?55.
[9] 盧才華.秦山核電站棒控系統的改進[J].核電子學與探測技術，2004（2）：209?211.
[10] 黃平兒，何攀，何邵群.控制棒驅動機構狀態監測與故障診斷技術研究[J].核電子學與探測技術，2013（3）：338?340.
[11] 羅彬彬，張春良，張浩強.基于無線傳感器網絡的核電裝備狀態監測系統設計[J].現代電子技術，2009，32（19）：151?154.
[12] 蘇曉書，肖德濤，楊彬華.基于MSP430的多探頭核輻射劑量率儀研制[J].現代電子技術，2011，34（5）：129?130.
近年來，隨著智能電網的深入發展，智能電表作為智能電網的智能終端，被廣泛應用于各類電量結算關口、工商業用戶及民用計量點。智能電表在運行過程中，除了實時的電能計量功能外，還會定時記錄負荷曲線，包括電量、電壓、電流、功率等數據，同時，電表的事件記錄可以記錄電表發生的各類歷史事件，智能電表還會根據用戶要求進行電量凍結，凍結電量數據會被記錄為歷史數據。智能電表提供了豐富多樣的實時數據和歷史數據，通過讀取這些數據，可以幫助用戶監控電表的工作狀態，分析電表的負荷變化情況，查找電表出現計量異常的原因。目前國內對于智能電表的實時監測基本沒有相應手段，廣泛采用的電能量計費系統，主要是用來遠程采集電量相關數據，通過采集終端的存儲和轉發，在主站段獲得一定時間間隔的電量相關的負荷數據，通過電能量計費系統獲得的數據不具備實時性，基本不具備問題追溯和故障診斷的功能。當前，計量部門如果要對某一只計量表計的數據進行數據分析，唯一的方法就是通過表計廠家提供的服務軟件，通過計算機和RS485等通訊方式，在當地進行數據的抄讀，往往受到現場環境和軟件使用的專業性的限制，操作起來極不方便，效率低。本課題研究的基于Android平臺的藍牙電表監測系統，實現了通過方便的移動終端對電表的狀態進行實時監控，分析并顯示向量圖。同時，也可以讀取實時數據和歷史數據。
2基本原理
2.1本課題所要解決的技術問題通過開發一套基于Android系統的APP軟件，利用手機等移動終端的藍牙無線通訊技術，配合藍牙無線光電頭，實時與智能電表進行交互通訊，獲取電表的各類實時數據和歷史數據，同時，可以對實時數據進行分析，通過圖形化界面，顯示計量線路的向量圖，極大的方便了用戶的抄表，安裝檢查，狀態分析，歷史數據讀取等工作。2.2本課題的技術原理藍牙無線光電頭采用吸附式非電接觸方式，與電能表通訊采用近紅外通訊方式，本光電頭內置藍牙無線模塊，可以實現藍牙通訊接口與紅外通訊接口的轉換，是本系統重要的通訊轉發單元。手機或移動終端的藍牙通訊模塊通過自動搜索功能與藍牙光電頭實現匹配，建立點對點的通訊連接。手機上的電能表監測系統軟件APP，根據請求指令，發出數據請求，通過藍牙光電頭轉發給電能表，電能表應答數據給監測系統。電能表監測系統軟件通過數據分析、處理，在檢測界面顯示實時數據，實時繪制向量圖，通過向量圖，不僅顯示了各相電壓電流的數值，還可以顯示相互的相位關系，對于分析電表的運行狀態，發現錯誤接線提供了更為直觀的判斷依據。當用戶讀取電表的負荷曲線、事件記錄等歷史數據時，系統會自動將讀取的數據轉化為文本或Excel文件的格式存儲，便于分析處理。
3技術關鍵點及創新點
3.1技術的關鍵點關鍵點一：藍牙無線通訊光電頭，采用電池供電，數據通訊可靠性要求高，尤其是大量數據通訊時的功耗保證。要求采用低功耗設計，重量輕，便于攜帶。關鍵點二：基于Android平臺的軟件設計方法，為了提供交互式的人機界面，需要顯示數據和圖形，為此，必須優化軟件設計，將軟件功能模塊化。關鍵點三：基于Android平臺的移動終端的應用。3.2技術的創新點創新點一：智能電表都具有紅外通訊接口，通常采用近紅外通訊，本課題采用了藍牙通訊光電頭，本光電頭可以將紅外通訊轉換為一般移動終端能識別的藍牙通信方式，利用藍牙技術，能夠有效地簡化移動通信終端設備之間的通信，從而使移動終端與智能電表的數據傳輸變得更加迅速高效，是智能設備之間進行短距離無線通信的最佳選擇。創新點二：基于Android平臺的運用，由于是對電能表的直接通訊，本發明要求集成智能電表的通訊規約，要求可以兼容各種版本的智能電表的通訊協議，對不同軟件版本之間的區別，能夠自動適應。為此，軟件設計必須采用開放式的程序設計方法，通訊軟件的設計也必須在充分理解電能表計量原理的基礎上采用合理的數據采集方式。
4軟件設計方案：
4.1系統軟件設置框圖（圖2）：4.2開發環境:軟件開發平臺：系統是Android4.0以上版本開發工具Xamarin。4.3功能模塊設計:4.3.1軟件登錄和常用軟件設計一樣，提拱用戶登錄功能。4.3.2軟件連接監測電表需要一些通訊配置參數，只有正確配置好，才能夠連接電表，監測電表。連接電表成功后，會把電表的基本信息顯示出來。4.3.3方案配置本軟件功能點是通過配置方案來進行的，可以靈活配置。默認配置是三個方案：安裝檢查；向量圖；歷史數據。安裝檢查（1）配置需要監測的數據項。（2）選擇需要監測的數據項。（3）對電能表的運行工況進行檢查的時候，需要實時監測電表的運行狀況，監測電壓、電流、功率、功率因數，相角。向量圖（1）系統會自動讀出三相電壓，三相電流的數值和各自的相角關系。（2）根據讀出的電壓電流數值及相角，繪制實時向量圖。歷史數據當某一只電表出現可疑情況，或出現缺陷時，我們需要讀出電表的歷史數據記錄和事件記錄，用于故障分析。
5結論
基于Android平臺的藍牙無線電表監測技術可以方便地安裝在用戶手機上，供電局計量專業人員和供電營業所抄表人員不需要借助電腦和服務軟件，僅通過手機操作，就可以檢查電表的安裝是否正確，監測電表運行狀態是否正常。本項目研發成功后，不僅計量管理部門可以采用本電表監測系統軟件進行安裝調試，故障診斷，數據讀取。還可以推廣到其他變電站運行維護人員作為必備的巡查工具，尤其是，還可以給各供電所用戶抄表人員作為現場抄表的工具，減少人為抄表的差錯率，大大提高工作效率，節省運維成本。
目前，在工業控制等領域，開發了大量實時趨勢曲線繪制軟件。但在非實時數據記錄領域，開發趨勢曲線繪制的較少，本文以非實時數據記錄儀曲線繪制軟件設計為對象，簡要介紹了數據記錄儀的數據采集過程，并在此基礎上重點介紹基于VB6.0的曲線繪制軟件的算法設計與實現。
1.數據記錄儀的工作過程
本文中數據記錄儀主要是完成對某探測器獲取的目標回波信號和四路數字信號（如上電信號，識別信號等）的電壓等參數進行采樣，并將采集的數據保存在存儲器里。通過PC機串口讀出數據記錄儀存儲器中的數據，經過數據分析軟件實現對記錄的各路信號及相關參數的再現、分析和處理。系統工作過程如圖1所示。數據記錄儀接入探測器后，探測器和數據記錄儀同時上電。DSP在上電時完成初始化，打開捕獲中斷，為捕獲數字信號量做好準備，隨后DSP開始采樣模擬通道的數據。在采樣的過程中，如果有數字量產生，將產生捕獲中斷請求，在中斷服務程序中（捕獲中斷服務程序流程如圖2），將捕獲到的記數值寫入Flash，直到將Flash寫滿。試驗結束后，通過數據記錄儀與PC機串口通信，讀取數據并進行數據分析和
處理。捕獲中斷服務程序流程中寫入Flash的數據都大于3FFH是為了把它們從模擬信號中區分開來。因為A/D采樣結果為10位，采樣結果不會大于3FFH，而Flash為兩個8位單元存儲一個采樣結果（可存儲16位數）。即巧妙的利用Flash存儲數據長度大于DSP采樣結果的數據長度來區別模擬信號與數字信號。
2.數據記錄儀分析軟件設計
數據記錄儀分析軟件是實現人機對話的界面軟件。它的核心任務是將采集到的、存儲在閃存中的數據通過計算機的串口讀入到計算機中，并繪制成曲線供設計人員參考。同時要求能通過串口發送指令，擦除閃存，以便下次采集數據；能夠正確的反映采集數據的時間信息；能夠對采集的數據和分析結果進行管理；能夠盡量保證數據的正確性、可靠性；能夠在算法上保證分析速度快等。軟件設計的系統框圖如圖3所示。
首先，利用VB6.0中MSComm控件實現串口通信，讀取Flash中的采樣數據。要注意Flash中存儲單元數據是8位的，而A/D采樣數據是10位，在讀flash時，在算法上就必須考慮將兩個數據單元合并為一個單元。同時，Flash中存儲的數據是字節型的，在讀取數據的過程中，將數據直接由十六進制轉化為十進制，可以簡化算化。本設計中，首先要把動態數組定義為字節類型；其次，把InputMode屬性值設置為1，表示以二進制形式讀取。另外，把讀取的高位數據乘以256，再與低位相加，即可將數據直接由十六進制轉化為十進制。
對采樣數據進行處理，即將從Flash中讀出并保存在PC機中文本文件的數據依次全部賦值給一個數組。這樣，按照時間先后順序采集到的數據，將依次放在一個數組中。這就為曲線的繪制和時間坐標的確定作好了準備。采樣數據保存在PC機中格式如圖4，數據是以文件追加的方式保存在文本文件中的。在VB6.0中，打開文本并實現數據依次全部賦值給一個數組的算法流程如圖6。實踐證明，采用圖4的保存格式和圖5的算法，能顯著提高數據處理速度。
繪制采樣數據曲線就是將采集到的數據以曲線的形式表現出來。同時將一些所需要的參數體現出來。在VB6.0中，畫連接線時，前一條線的終點就是后一條線的起點。繪制曲線時，每個畫面顯示10000個采樣點，第二個畫面從10001顯示下面的10000個采樣數據，依次類推，完成所有采樣點的繪制。多路信號的識別算法與曲線的繪制如圖6。模擬信號和數字信號的區別是通過不同顏色來區分的。
3.系統試驗
示波器采樣圖形如圖7，分析軟件恢復圖形如圖8。從以上兩圖可以看出，分析軟件恢復出了正確的圖形。圖9中信號負壓部分被削去。這是信號調理電路作用的結果。同時，由于毫米波探測器非常靈敏，其低噪在不同外部環境中變化較大，且在飛行階段不易有示波器檢測。因此兩個圖中的低噪存在一定差異。數據記錄儀在實際應用中取得了好的效果，對于獲取有效的試驗數據，分析試驗結果起到了很好的作用。
參考文獻
1 前言
商業智能通常被理解為將企業中現有的數據轉化為知識，幫助企業做出明智的業務經營決策的工具，是對商業信息的搜集、管理和分析的過程，目的是使企業的各級決策者獲得知識或洞察力，促使他們做出對企業更有利的決策。所獲取的數據一般由來自企業內部的財務、業務、人力數據以及來自企業所處行業和競爭對手的外部數據組成。而實現這一工具則依賴于目前正在飛速發展的數據倉庫，數據分析，數據展現等方面的前沿技術。筆者所負責的某數據分析平臺項目屬于一個典型的商業智能項目，該項目是為契合公司轉型和市場轉型的內外部要求，解決總分機構在計劃下達、預算管理、資源配置、考核激勵等方面的困擾，而決定建設的數據基礎工具，通過搭建分支機構經營管理指標體系模型，建設透明、多維、全面的分析指標展示平臺。通過項目幾年的建設，筆者對于商業智能系統的建設也有了一些淺見與讀者分享。
2 智能系統數據的獲取、整合和分析及差異性
首先，從需求分析層面看，商業智能系統需求分析的側重點是數據的獲取、整合和分析，一般意義的IT系統，比如銀行或電信核心業務系統的需求分析往往關注的是工作流程的實現和業務邏輯的控制，二者需求的側重點有很大的不同。對于BI開發人員來說，一般不會面對復雜的流程和邏輯，只要將數據源梳理清楚，將數據質量做到符合要求，將分析結果展現到位就可以完成任務，任務看似簡單，但數據分析的結果是否真的符合業務需求，很多時候卻不像業務流程那樣能夠準確的把握，這其中核心的問題就是在客戶提供的需求說明的背后往往隱含著很多沒有明示的管理策略和業務邏輯，這些背景知識和管理訴求往往需要深厚的業務經驗才能準確領會，并且還要能夠準確、簡明、扼要的表述出來。比如說，曾經在項目中有一個重要需求，要設計一套數據指標定期展示給產品線和分支機構，需求表述的很簡單，就是提取數據并定期更新展示。但是后來在需求落地的過程中，發現用戶群是一個矩陣型的管理結構，每個分支機構都有產品線部門設置，總公司也有專門的對口產品線管理部門來監控這些指標的變化，條中有塊，塊中有條。由于各個分支結構面對的市場狀況不同，對于前端業務開拓人員的績效激勵和工作組織模式也不同，因此總公司對于其考核的要求也不同，存在很多個性化和差異化的需求實現，然而在提交需求說明的時候，由于需求方的人員表述能力較差，很多個性化和差異化的東西都沒有一一體現，為后續的設計開發帶來了不少問題。面對這樣的需求，在開發前時必須充分考慮的建設這一指標體系的背后的管理意義，理解為什么分支機構存在差異化的需求以及如何滿足，管理層如何看待這個問題，期待通過這一功能的實現達到怎樣的目標等等，類似于管理咨詢顧問一樣的業務訪談和需求挖掘的過程是必不可少的步驟，只有準確的理解用戶的管理意圖才能為為后續合理的設計做好鋪墊和準備。
其次，由于在需求層面的差異，導致在具體技術實施的層面上，一個BI項目的技術側重點和一般意義的IT業務系統也很不一樣。在BI項目中，往往數據倉庫技術、統計分析軟件、數據可視化工具等成型的商業套裝軟件產品大行其道，同時因為在業務流程控制層面的需求比較弱，因此技術框架和功能模塊的設計也不需要過多額外的開發，可以用比較成熟穩定的技術框架稍作改造直接應用，因此工作的重點就會集中在以下三個方面：一是如何多快好省的使用和操作好現成的軟件工具，將其具備的功能與現有需求做好匹配；二是做好數據模型的分析和開發，明確分析維度和分析目標之間的邏輯關系，設計內容盡量的全面、擴展方便的數據結構；三是強化用戶界面（UI）和用戶體驗（UE）設計，讓用戶能方便快捷的獲取或者理解數據。由上面的分析可以進一步得到結論，一個商業智能系統的開發需要的關鍵人力資源，一般可以由商業套裝軟件應用專家、數據模型構建專家（一般而言由業務專家和數據分析工程師共同處理）、界面和用戶體驗設計工程師三大類人員構成，而傳統意義的軟件設計工程師和系統架構師在商業智能項目里面扮演的角色將不如在生產業務系統里面顯得那么重要，因為在系統架構、流程設計、算法優化等等方面沒有突出的設計需求，很多關鍵處理都由套裝軟件自帶的功能處理，屬于軟件應用問題和二次開發，比如如何設置定期數據抽取計劃，如何進行數據清洗，如何模擬excel的網頁操作，如何模擬回歸分析等等，這些需求和功能都是一般大型套裝軟件必備的功能之一，我們所需要做的就是如何正確有效的應用這些功能。同樣，數據模型構建和界面設計等也都屬于非核心的軟件開發技術范圍，但在商業智能系統里面卻顯得尤為重要。
最后，就是商業智能系統的軟件過程模型也有所區別于一般意義的傳統軟件開發。軟件開發的過程模型包括瀑布開發、迭代開發和原型開發等方式方法，瀑布模型是最典型也是最常用的軟件工程方法論，瀑布模型將軟件生命周期劃分為制定計劃、需求分析、軟件設計、程序編寫、軟件測試和運行維護等六個基本活動，并且規定了它們自上而下、相互銜接的固定次序，如同瀑布流水，逐級下落。但是這種開發方法特別要求前期的需求嚴謹清晰，因此往往不適合BI系統的開發。筆者所參與的數據分析平臺項目，分析目標由淺入深，數據范圍逐漸擴大，數據更新頻率也是由年到日逐步縮小粒度，很多新的需求是在應用過程中隨時加入，但用戶又要求短時間內在系統上實現，理想的瀑布模型很不適合這種需求經常變化又比較緊急的情況，而適當的采用原型快速開發或者迭代螺旋開發的方式，由簡入繁，循序漸進，是比較合理的工作方式，通過原型系統來進一步理清思路和需求，同時確定軟件開發的迭代計劃和發展線路，既能階段性的看到成果，然后不斷的完善和提升項目的質量。關于原型開發模式和螺旋迭代模式，本文不再贅述。
3 總結
1基于網絡數據分析的計算機網絡系統開發重要內容
1.1網絡系統安全性的保障
在開發過程中，要將安全性放在首要位置，觀察所進行的開發任務是否符合現階段計算機軟件的使用需求，并根據網絡中比較常見的病毒類型來對系統軟件進行加密，這樣能夠最大限度的降低使用威脅。軟件加密可以理解為開發過程中的重點內容，關系到系統是否能夠在規定的標準內達到使用安全標準，隨著系統使用時間的增加，很容易出現漏洞現象，此時所進行的開發也要從軟件的更新方面來進行，這樣在使用過程中即使遇到嚴重的安全性下降問題，也能夠通過后期的使用更新來得到解決。由此可見，在設計期間科學的利用網絡數據分析能夠使計算機網絡系統開發到達更理想的效果，這也是現階段開發技術中重點提升的部分功能，需要技術人員加強創新研究。
1.2網絡數據分析在系統開發中的體現
運動網絡數據分析能夠在短時間內促進軟件開發任務更好的進行，同時這也是開發期間需要重點研究的內容，針對傳統方法中所遇到的問題，在新型數據庫運用時要作為重點解決的內容。開發過程中如何運用數據庫，其中包含了大量的數據分析內容，并且能夠隨著使用過程中效果的不斷提升，來促進管理計劃在其中更好的落實。軟件投入使用后對于病毒的檢測是自動進行的，這樣能夠避免出現使用安全性下降的嚴重問題，同時也能夠確保使用期間操作人員更好的向系統發出指令，以免造成嚴重的安全不達標現象。對網絡系統進行加密處理，能夠確保其中的軟件得到更好的使用，并保護重要的數據信息不會丟失。
2基于網絡數據分析的計算機網絡系統開發建議
2.1進行網絡數據備份
在開發過程中，很容易出現不穩定的現象，造成嚴重的數據信息丟失，針對這一問題，在開發過程中，需要針對爭議性比較大的部分數據來進行備份處理，將其保存在網絡存儲盤中，這樣即使開發期間軟件存儲系統出現問題，也能夠快速的通過網絡備份來對數據進行還原處理，確保開發任務可以繼續順利進行。在開發期間，所遇到的問題都能夠通過數據分析的合理運用來得到快速解決，這也是計算機網絡軟件開發過程中技術先進性的具體體現。在此環境下，技術人員應當針對經驗來進行相互交流，在短時間內快速進步，并達到理想的使用安全性標準，這樣后續的設計任務也能夠順利進行，幫助提升軟件使用過程中的創新性，能夠在網絡環境中快速的完成數據補充與內容更新。
2.2提升軟件的使用兼容性
設計時兼容性的保障也是十分重要的，在這樣的環境下，開展開發任務需要通過框架結構測試來觀察是否能夠適應使用環境。在設計初期，如果發現兼容性不達標的問題，可以通過對后續軟件設計框架的調整來達到理想的使用狀態，同時這也是設計期間需要重點注意的內容，關系到系統的運行使用的安全性，對于一些比較常見的安全性不足問題，在設計時會重點的優化解決。以免造成嚴重的安全性下降問題。設計期間要合理運用網絡數據分析功能，對軟件的數據組成進行科學分析，并篩選出其中比較重要的部分數據進行備份處理，以備使用。
2.3虛擬局域網的應用
運用虛擬局域網，能夠在短時間內擴大軟件的存儲功能，并幫助更好的提升使用過程中的軟件穩定性。運行期間，系統能夠在網絡平臺中自動的搜索更新數據庫，并在網絡允許的情況下自動完成更新任務，通過這種方法來幫助降低使用過程中的網絡安全性影響，并且在存儲功能與數據分析功能上都會有很明顯的進步，這也是傳統方法中難以解決的，在這樣的環境中，網絡數據功能的實現會通過虛擬局域網部分。這種方法更方便對軟件的安全性進行檢測，發現問題也能在局部范圍內解決，不容易造成嚴重的安全性下降問題。設計技術的合理選擇直接關系到后續軟件是否能夠正常使用，并且在功能上也存在很多的不合理現象，針對傳統方法中存在的各類問題，能夠更好的解決，并促進使用效果得到更多的發揮，解決網絡環境中所受到的安全威脅。明確重點的技術方法之后，在設計過程中需要科學的落實應用，高效完成網絡系統的開發與設計任務。
3結語
計算機網絡系統開發是一個長期且復雜的任務，即使現在的網絡技術已經日漸成熟、網絡安全防范體系也日趨完善，但是網絡安全問題是相對存在的。因此，在實際計算機應用管理中，只能根據網絡寬帶的特點和具體的應用需求去找到平衡網絡安全和網絡性能，以此為指導思想來配置網絡安全軟件。
參考文獻
基于LabVIEW數據采集系統，由硬件和軟件兩部分組成，其結構框圖如圖1所示。數據采集系統硬件采用NIsbRIO－9606板卡附加NI9683夾層板使用，軟件由FPGA程序和上層VI組成。LabVIEW中為數據采集硬件提供驅動程序，用戶通過驅動程序的用戶接口Measurement＆AutomntionExplorer（MAX）對硬件進行各種必要的設置與測試，從而完成上位機與硬件之間的數據傳遞。LabVIEW的數據采集VI按Measurement＆AutomntionExplore中的設置采集數據，并進行相應的數據分析與處理。
1．1采集系統硬件設計NIsbRIO－9606嵌入式控制和采集設備在單塊印刷電路板（PCB）上集成了實時處理器、可重新配置FPGA和I／O。它具有400MHz工業處理器、XilinxSpartan－6LX45FPGA、RIO夾層卡連接器；RIO夾層卡連接器是一類高速度、高帶寬連接器，可直接訪問處理器和96條3．3V數字I／OFPGA線。sbRIO－9606在設計上能夠輕松嵌入高容量的應用，具有靈活性和可靠性。NI9683是一款適用于任何NISingle－BoardRIO設備的多模擬I／O和數字I／O板卡。用戶可通過RIO夾層卡（RMC）連接器將所有輸入和輸出連接至NISingle－BoardRIO控制器板卡。NI9683提供了16路同步模擬輸入通道與絕緣接地參考的連接；8路掃描模擬輸入通道；借助NI9683I／O通道的多個功能，用戶可將該板卡用于從與工業設備（如電磁閥、激勵器、繼電器）進行通信到電力電子和電機控制等一系列工業應用。
1．2采集系統軟件設計軟件設計是整個數據采集系統的核心，采用模塊化和層次化的編程思想，從底層FPGA到上層VI的層次化，不但增加程序的可讀性和清晰性，還大大縮短開發周期。LabVIEW的FPGA項目的建立必須通過項目管理器進行，在項目管理器下選擇板卡NI9606，然后手動創建FPGA項目，并配置相應的夾層板和IP，在FPGA終端（FPGATarget）創建FPGAVI，打開該VI進行編程，同時對于采集FPGA終端需要配置相應的采集范圍，選擇±10，將編好的FPGA程序進行編譯即下載到板卡運行，然后經過頂層VI的調用、讀取和關閉，采集數據。采集系統軟件部分主要包括數據采集模塊和功率模塊設計，基于LabVIEW數據采集系統軟件方框圖如圖2所示。
1．2．1數據采集模塊系統電壓電流參量經過調理電路，得到±10范圍內的信號，經過A／D轉換送入NI9683的模擬輸入端口，LabVIEW利用FPGA模塊進行數據采集，FPGA全稱為現場可編程門陣列。集成數字電路芯片都是由各種基本的門電路組成的，每種特定的芯片都是為特定功能設計的，雖然規模更大、功能更強的芯片能帶來方便，但其種類繁多、功能各異給學習造成困難，而LabVIEW中的FPGA模塊用軟件來改變硬件功能，很好地解決了這個問題。未上電之前，FPGA內部是空白的。上電后，通過讀取里面存儲的內容，FPGA會自動配置，形成了需要的功能芯片。數據采集FPGA程序框圖及前面板如圖3所示。FPGA有自己的基準時鐘，最高能達到400MHz，通常采用40MHz板載時鐘，一個時鐘周期即一個脈沖周期25ns，以往單片機等采樣硬件的采樣時鐘都是毫秒級的，因此，能保證FPGA數據采集的快速性和實時性。Ni的FPGA模塊以LabVIEW作為基本開發環境，采用圖形化編程，極大地方便開發，縮短開發周期。數據采集系統采集部分程序框圖如圖4所示。
1．2．2功率模塊對電能質量的檢測，功率模塊是不可缺少的，利用FFT算法對采樣信號電壓電流進行分析得到各自的相頻和幅頻特性，求出電壓電流的相位差，從而求得功率因數PF，采樣信號為線電壓和線電流，經過RMS單元得到線電壓和線電流的有效值，根據三相電路功率計算公式，再根據有功功率、無功功率、視在功率和功率因數之間的關系，得到視在功率、有功功率和無功功率。其軟件流程圖如圖5所示。
2實驗結果
基于LabVIEW數據采集系統，對電能質量的電壓、電流參量進行數據采集，所采集系統為三相供電系統，AI0－AI2為三相電壓A，B，C，AI3－AI5為三相電流，通過FPGA程序采集數據，頂層VI通過調用FPGA程序，讀取采樣結果，提取采樣數據，從而進行功率運算，數據采集系統程序框圖如圖6所示。從圖中可以看到其中一相的電壓為標準正弦波，其有效值為380V，電流波形含有諧波，其基波如圖為標準正弦波，同時還可觀測到電壓電流的幅頻特性，經過處理得到視在功率、有功功率、無功功率和功率因數。實驗用HIOKI3169－20鉗式功率計檢測結果與之對照，HIOKI3169－20鉗式功率計的檢測精度為有功功率：±0．2％rdg。以電能質量分析儀的視在功率1338．9VA為測量真值，檢測系統測量值如表1所示。經過實驗運行得到的結果如圖7所示。由表中可知，以電能質量分析儀測量值作為系統真值，得到采集系統采樣誤差為0．12％，采樣精度為0．26％，在誤差允許的范圍內，達到測量要求。
