20世纪80年代以来，随着国民经济的高速发展，电的使用越来越广泛。但是，各种非线性、冲击性和不对称性负荷的大量投入使用，使电网供电电压的非线性、不稳定性和不对称性日趋严重。本文在研究了国内外电能质量相关文献的基础上，结合最新的计算机技术、信息处理技术、自动化技术、集成电路技术以及微电子技术，研究和开发了高精度多功能电能质量数据采集装置，为改善电能质量和制定有关电能质量的治理措施和政策提供必要的依据。本文分析了电能质量研究的发展趋势以及电能质量数据采集系统开发的必要性，针对国内电能质量数据采集系统发展的现状和存在的问题，在现有的产品的基础上提出了“DSP+嵌入式CPU”的设计思路。通过采用先进的电子仪器设计、结合数字信号处理技术、嵌入式CPU设计技术和实时操作系统技术，提出了一种新的电能质量数据采集系统。将实时数据采集系统分成基于Samsung公司的S3C2410的核心板和基于FPGA的高速数据采集板来进行实现，并在前端数据采集系统的基础上深入研究了电能质量数据的DSP计算方法，提出了一种基于IEC标准的波动与闪变实时测量算法。在软件的设计和开发方案上，经过对多个实时嵌入式操作系统的比较，我采用了微软公司的高度模块化、可配置、易于向其他平台移植的Windows CE．NET。在深入的对Window CE．NET的Board Support Packet进行研究之后，通过对底层代码的编写，成功的实现了Windows CE．NET向核心板的移植。通过对Windows CE．NET的中断机制和驱动模型的研究，成功的编写了Windows CE．NET下的USB设备驱动程序，对系统的功能进行了扩展。为了提高系统的实时性，在数据采集、分析、图形显示部分采用了多线程的模型来分别完成各项任务。在国内首次把Windows CE．NET应用于测控领域，并且开发了一套完整的便携式电能质量实时数据采集系统，具有一定的新颖性和很高的实用价值。