基于QT的電力參數(shù)采集系統(tǒng) 課程設(shè)計(jì)文檔和C++源碼

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目錄

1. 設(shè)計(jì)的任務(wù)與要求        1
1.1. 課程設(shè)計(jì)的任務(wù)        1
1.2. 課程設(shè)計(jì)的要求        1
2. 設(shè)計(jì)方案制定        2
2.1. 設(shè)計(jì)的原理        2
2.2. 設(shè)計(jì)的方案        5
3. 設(shè)計(jì)方案實(shí)施        6
3.1. 開發(fā)環(huán)境        6
3.2. 主要模擬平臺(tái)        6
3.3. 設(shè)計(jì)功能的實(shí)施        8
4. 系統(tǒng)測(cè)試與數(shù)據(jù)分析        11
4.1. 系統(tǒng)測(cè)試        11
4.2. 數(shù)據(jù)分析        13
5. 總結(jié)及心得體會(huì)        14
6. 參考文獻(xiàn)        15

1.        設(shè)計(jì)的任務(wù)與要求
1.1.        課程設(shè)計(jì)的任務(wù)
在科技飛速發(fā)展與智能用電系統(tǒng)的普及的大背景下,高性能高要求的電力參數(shù)系統(tǒng)的相關(guān)研究也備受關(guān)注。計(jì)算機(jī)技術(shù)與無線傳輸技術(shù)的發(fā)展,為由普通功能型電力參數(shù)向多功能,高精度,高可靠,可移植,無線抄表的電力參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展提供了充足的技術(shù)支持。電力參數(shù)采集技術(shù)不斷發(fā)展，朝著越來越智能，成本越來越低的方向發(fā)展。
本次實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目,采用QT設(shè)計(jì)一個(gè)電力參數(shù)采集和控制系統(tǒng)。通過這次學(xué)習(xí)，專業(yè)技能和實(shí)驗(yàn)技能，調(diào)試代碼能力得到有效鍛煉，不論對(duì)于知識(shí)系統(tǒng)的鞏固還是對(duì)以后走到未來崗位上都是起到很好的幫助作用。
此方案由資深講師向高校學(xué)生展示完整嵌入式項(xiàng)目設(shè)計(jì)開發(fā)流程及方法,以及嵌入式核心技術(shù)運(yùn)用等滿足企業(yè)真實(shí)崗位需求的實(shí)用內(nèi)容,幫助學(xué)生快速熟悉嵌入式項(xiàng)目開發(fā)的代碼編寫規(guī)范,并在行業(yè)專家的引導(dǎo)下,體驗(yàn)一個(gè)全真案例的模擬過程。
同時(shí)通過更多行業(yè)典型應(yīng)用的示范分析幫助學(xué)生更貼近企業(yè)的真實(shí)需求和行業(yè)的發(fā)展,為進(jìn)一步在嵌入式研發(fā)行業(yè)中發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
1.2.        課程設(shè)計(jì)的要求
(1)        使用Peacefail電力參數(shù)模塊(實(shí)訓(xùn)將采用軟件模擬的方式來實(shí)現(xiàn),不需要準(zhǔn)備硬件)。
(2)        測(cè)量電路電壓，頻率，功率，電能等參數(shù)。
(3)        發(fā)送至使用由C++的QT creator編制的上位機(jī)程序進(jìn)行數(shù)據(jù)的顯示。

2.        設(shè)計(jì)方案制定
2.1.        設(shè)計(jì)的原理
該項(xiàng)目使用的Modbus協(xié)議最初由施耐德公司為其PLC制定的一種通訊協(xié)議。在本項(xiàng)目中,下位機(jī)采用軟件模擬的方式來代替Peacefail電力參數(shù)模塊來實(shí)現(xiàn)采集交流電路中的電力參數(shù), 如電壓, 電流, 功率等, 并發(fā)送至使用由C++的QT creator編制的上位機(jī)程序進(jìn)行數(shù)據(jù)的顯示。
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1. void MainWindow::on_btnOpenSerial_clicked()
   
2. {
   
3.     QPushButton* btn = findChild<QPushButton*>("btnOpenSerial", Qt::FindChildOption::FindChildrenRecursively);
   
4.     if(btn->text() == "打開串口"){//打開
   
5.         if(m_serialPort->isOpen())//如果串口已經(jīng)打開了 先給他關(guān)閉了
   
6.         {
   
7.             m_serialPort->clear();
   
8.             m_serialPort->close();
   
9.         }
   
10. 
    
11.         //設(shè)置串口名字 假設(shè)我們上面已經(jīng)成功獲取到了 并且使用第一個(gè)
    
12.         QComboBox* serialCbo = findChild<QComboBox*>("cboSerial", Qt::FindChildOption::FindChildrenRecursively);
    
13.         m_serialPort->setPortName(serialCbo->currentText());
    
14. 
    
15.         QLabel* serialState = findChild<QLabel*>("lblSerialState", Qt::FindChildOption::FindChildrenRecursively);
    
16.         if(!m_serialPort->open(QIODevice::ReadWrite))//用ReadWrite 的模式嘗試打開串口
    
17.         {
    
18.             serialState->setText(serialCbo->currentText() + "打開失敗!");
    
19.             return;
    
20.         }
    
21.         //打開成功
    
22.         serialState->setText(serialCbo->currentText() + "打開成功!");
    
23. 
    
24.         m_serialPort->setBaudRate(QSerialPort::Baud9600,QSerialPort::AllDirections);//設(shè)置波特率和讀寫方向
    
25.         m_serialPort->setDataBits(QSerialPort::Data8);        //數(shù)據(jù)位為8位
    
26.         m_serialPort->setFlowControl(QSerialPort::NoFlowControl);//無流控制
    
27.         m_serialPort->setParity(QSerialPort::NoParity);    //無校驗(yàn)位
    
28.         m_serialPort->setStopBits(QSerialPort::OneStop); //一位停止位
    
29. 
    
30.         //連接信號(hào)槽 當(dāng)下位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)QSerialPortInfo 會(huì)發(fā)送個(gè) readyRead 信號(hào),我們定義個(gè)槽void receiveInfo()解析數(shù)據(jù)
    
31.         connect(m_serialPort,SIGNAL(readyRead()),this, SLOT(receiveInfo()));
    
32.         connect(m_timer,SIGNAL(timeout()),this, SLOT(timeUpdate()));
    
33.         btn->setText("關(guān)閉串口");
    
34.     }else {//關(guān)閉
    
35.         QComboBox* serialCbo = findChild<QComboBox*>("cboSerial", Qt::FindChildOption::FindChildrenRecursively);
    
36.         QLabel* serialState = findChild<QLabel*>("lblSerialState", Qt::FindChildOption::FindChildrenRecursively);
    
37.         if (m_serialPort->isOpen())
    
38.         {
    
39.             m_serialPort->close();
    
40.             serialState->setText(serialCbo->currentText() + "關(guān)閉成功!");
    
41.             btn->setText("打開串口");
    
42.             return;
    
43.         }
    
44.         serialState->setText(serialCbo->currentText() + "不能重復(fù)關(guān)閉!");
    
45.     }
    
46. }
    
47. 
    
48. float power;
    
49. int i = 1;
    
50. 
    
51. QByteArray buf;
    
52. 
    
53. void MainWindow::receiveInfo()
    
54. {
    
55.     m_timer->start(100);
    
56.     buf.append(m_serialPort->readAll());
    
57. }
    
58. 
    
59. void MainWindow::timeUpdate(){
    
60.     m_timer->stop();
    
61.     if(buf.length() > 0){
    
62.         qDebug() << "receive..." << buf.length();
    
63.         //上述方法不是每次都返回21，每次可能不能完全讀完，分幾次讀取，或一次讀完的都有
    
64.         if(buf.length() != 25){//只對(duì)正確的情況做處理，其余數(shù)據(jù)不全的忽略
    
65.             return;
    
66.         }
    
67. 
    
68.         //buf[17] 返回類型為 QByteRef 類型，并非char，不能用它
    
69.         //而應(yīng)該用at()
    
70. 
    
71.         //取電壓
    
72.         qDebug("volt %02x-%02x", buf.at(3), buf.at(4));
    
73.         float volt = ((unsigned char)buf.at(3) << 8) + (unsigned char)buf.at(4);
    
74.         qDebug() << volt;
    
75.         volt *= 0.1;
    
76.         QString data = QString("電壓：%1 V").arg(volt);
    
77.         QLabel* lblVolt = findChild<QLabel*>("lblVolt", Qt::FindChildOption::FindChildrenRecursively);
    
78.         lblVolt->setText(data);
    
79. 
    
80.         //取電流
    
81.         float circuit = (buf.at(5) << 8) + buf.at(6);
    
82.         circuit += ((buf.at(7) << 8) + buf.at(8)) << 16;
    
83. 
    
84.         data = QString("電流：%1 mA").arg(circuit);
    
85.         QLabel* lblCircut = findChild<QLabel*>("lblCircut", Qt::FindChildOption::FindChildrenRecursively);
    
86.         lblCircut->setText(data);
    
87. 
    
88.         //取功率
    
89.         power = (buf.at(9) << 8) + buf.at(10);
    
90.         power += ((buf.at(11) << 8) + buf.at(12)) << 16;
    
91.         power *= 0.1;
    
92. 
    
93.         data = QString("功率：%1 W").arg(power);
    
94.         QLabel* lblPower = findChild<QLabel*>("lblPower", Qt::FindChildOption::FindChildrenRecursively);
    
95.         lblPower->setText(data);
    
96. 
    
97.         //取頻率
    
98.         qDebug("%02x-%02x", buf.at(17), buf.at(18));
    
99.         float freq = ((unsigned char)buf.at(17) << 8) + (unsigned char)buf.at(18);
    
100. 
     
101.         freq *= 0.1;
     
102.         data = QString("頻率：%1 Hz").arg(freq);
     
103.         QLabel* lblFreq = findChild<QLabel*>("lblFreq", Qt::FindChildOption::FindChildrenRecursively);
     
104.         lblFreq->setText(data);
     
105. 
     
106.         QLabel* serialState = findChild<QLabel*>("lblSerialState", Qt::FindChildOption::FindChildrenRecursively);
     
107.         QString statebuf = QString("正在采集 %1 次").arg(i);
     
108.         serialState->setText(statebuf);
     
109. 
     
110.         //update 圖形
     
111.         //PaintFrame* frame = findChild<PaintFrame*>("frame", Qt::FindChildOption::FindChildrenRecursively);
     
112.         //frame->update(i, 140-(int)power, i, 140);
     
113.     }
     
114.     buf.clear();
     
115. }
     

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