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基于WPF的电能质量检测系统上位机软件设计
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更新于2023-05-31
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电能质量直接影响着电力系统能否安全运行,为了能及时可靠地检测电能质量,采用全新的Windows Presentation Foundation(WPF)技术,设计了一款电能质量检测系统上位机软件。从工业控制上位机软件的特点出发,实现了上位机与下位机的串口通信,绘制了实时数据波形图及谐波波形图,完成了检测数据的清晰显示。该系统人机界面美观,操作方便,数据存储量大,功能完善。
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基于基于WPF的电能质量检测系统上位机软件设计的电能质量检测系统上位机软件设计
电能质量直接影响着电力系统能否安全运行,为了能及时可靠地检测电能质量,采用全新的Windows
Presentation Foundation(WPF)技术,设计了一款电能质量检测系统上位机软件。从工业控制上位机软件的
特点出发,实现了上位机与下位机的串口通信,绘制了实时数据波形图及谐波波形图,完成了检测数据的清晰
显示。该系统人机界面美观,操作方便,数据存储量大,功能完善。
郑恒持,蒋丁宇,卢兴泉,刘泊江
(大连海事大学 轮机工程学院,辽宁 大连 116026)
摘要 摘要:电能质量直接影响着电力系统能否安全运行,为了能及时可靠地检测电能质量,采用全新的Windows Presentation
Foundation(
关键词 关键词:WPF;串口;波形图;数据显示
0引言引言
随着电子电气设备的不断增多及设备功能的完善,人们对电能质量的要求也越来越高。电能质量检测是评估电能质量水
平、发现电能质量问题的主要手段[1]。
WPF是基于.NET Framework框架的面向下一款操作系统的图形化桌面应用设计软件[2],本文采用WPF界面实现技
术,运用C#语言编写逻辑代码,设计一款功能强大的电能质量检测上位机软件。
1WPF概述概述
1.1WPF体系结构体系结构
WPF使用的是一个多层体系结构。在顶层,由应用程序和一个完全由托管的C#程序编写的一组高层服务交互。将NET对
象转化成Direct3D纹理和三角形的实际工作,在后台由一个名为milcore.dll的低级非托管组件完成。milcore.dll是使用非托管代
码实现的,因为它要与Direct3D紧密集成,而且它对性能十分敏感。需要明确的事实是,在WPF中几乎所有绘图内容都是由
Direct3D渲染的,甚至二维图形和普通文本也被转换为三角形传送到Direct3D管线,而不是使用GDI+或User32渲染图形
[3]。
1.2WPF优点优点
WPF是全新的编程模型,底层图形技术不再是GDI/GDI+,而是以DirectX作为核心绘图函数。DirectX绘图时会将尽可能
多的工作交给图形处理单元(GPU)处理,WPF会将CPU和GPU分开利用[4],因为GPU的浮点计算能力远高于CPU,从
而保证了大量计算的优先性,同时也能最小化CPU使用率。DirectX绘图速度高于GDI/GDI+,能产生更好的视觉效果。对于大
量的浮点运算图形来说,WPF是一个很好的选择。同时,WPF能够根据系统DPI设置,非常灵活地放大和缩小显示内容,以
使其适合所使用的显示器。
2上位机软件设计与实现上位机软件设计与实现
2.1界面设计界面设计
系统界面主要由串口参数设置区、电能质量参数显示区、实时数据波形区、通道选择区以及实时数据监测区5部分组成。
图1为上位机界面。
2.2上位机软件功能实现
本上位机软件主要的功能是将单片机采集的数据解析并显示,同时绘制波形图来清晰地展现检测的电能质量。
2.2.1实时数据波形图的绘制
上位机软件往往需要显示各种信号的变化,这时经常需要波形图[5]。波形图能够直观地反映出信号的变化及走势,有

















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