光伏发电状态远程监测系统设计

【摘要】：随着化石能源逐渐枯竭以及化石能源的使用引起的环境污染问题,世界各国正积极研究和生产化石资源的替代品。太阳能作为一种可再生无污染生态能源是未来替代能源的重要组成部分,世界各国的能源战略中,都把太阳能作为解决后石油时代的一种新能源。因此,太阳能光伏发电系统的研究和应用备受世界各国关注。 对于现有的太阳能远程监控系统,其传输介质往往是电话光缆,距离远,价格高,稳定性并不是特别好。在本课题中,采用GPRS无线通信技术传输系统的状态参数,提高了系统的稳定性和实时性。并且建立PC总站,利用VC++编写界面,显示基站的工作状态。 本文详细的介绍了太阳能光伏发电远程监控系统的设计与实现过程,首先介绍了太阳能光伏发电的研究现状和发展趋势,对各个国家的太阳能光伏发电装机量做了一个统计和总结；同时确定了太阳能光伏发电远程监控系统的功能和性能要求,简单的介绍了太阳能光伏发电的工作过程,对所研究的系统的关键技术进行了划分,并针对每一项关键技术的设计进行总体的介绍。 本文在前期研究的基础上,研究了组成太阳能光伏发电远程监控系统的硬件电路,包括以控制器为核心的最小系统和各种检测电路,同时还介绍了完成系统远程传输功能的GPRS无线通信模块的硬件结构,对于各种传感器进行选型和分析,并且各个检测电路进行分析和确定,同时还对现场数据采集模块进行了硬件防干扰处理。 本文还详尽地阐述了太阳能光伏发电远程监控系统软件部分的主要设计。绘制了整个装置控制过程的流程图。首先,介绍了装置的系统软件设计,主要包括了时钟配置、I/O配置、定时器配置、ADC配置和看门狗配置。然后,详细地阐述了装置应用软件的设计,应用软件是从温度检测的软件设计、太阳光辐射量的检测和一些电量参数检测的软件设计这三个方面来讲解,介绍了各关键技术对应的具体应用软件的设计以及控制算法的原理和结合本设计的具体应用。最后,利用VC++进行总站的界面编写,显示基站的状态参数和历史数据。 本论文针对太阳能光伏发电远程监控系统的关键技术进行研究,通过理论分析和实验研究,最终使太阳能光伏发电远程监控系统的关键技术达到了预期。本文的创新点在于：利用GPRS无线通信网络进行数据的远程传输。 【关键词】：太阳能 远程监测 状态监测 无线传输
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM615;TP274
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-8
• 目录8-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 课题来源10
• 1.2 研究背景10-11
• 1.3 课题的研究现状及发展趋势11-14
• 1.4 论文的主要研究内容14-16
• 第2章 光伏发电状态检测系统方案与结构设计16-24
• 2.1 光伏发电状态检测系统16-18
• 2.1.1 光伏发电的过程简述16-17
• 2.1.2 光伏发电状态检测系统的功能17-18
• 2.2 光伏发电状态检测系统方案设计18
• 2.3 光伏发电状态远程监测系统结构设计18-22
• 2.3.1 系统总体结构18-19
• 2.3.2 光伏发电状态数据采集模块19-21
• 2.3.3 GPRS无线通信模块21-22
• 2.3.4 总站界面模块22
• 2.4 光伏发电状态远程监测系统的研究方法与技术路线22-23
• 2.4.1 光伏发电状态远程监测系统的研究方法22
• 2.4.2 光伏发电状态远程监测系统的技术路线22-23
• 2.5 本章小结23-24
• 第3章 光伏发电状态远程监控系统的硬件设计24-49
• 3.1 光伏发电状态远程监控系统硬件结构设计24
• 3.2 最小系统24-29
• 3.2.1 最小系统结构24-25
• 3.2.2 特性25-27
• 3.2.3 最小系统27-29
• 3.3 检测电路的硬件设计29-41
• 3.3.1 温度检测电路设计29-31
• 3.3.2 太阳光辐射量检测电路设计31-32
• 3.3.3 极板直流信号检测电路设计32-35
• 3.3.4 交流信号检测电路设计35-41
• 3.4 GPRS硬件电路设计41-44
• 3.5 液晶显示电路44-46
• 3.5.1 概述44-45
• 3.5.2 主要技术参数45
• 3.5.3 功能框图45-46
• 3.5.4 液晶显示器画面编辑方法46
• 3.6 硬件防干扰设计46-48
• 3.6.1 干扰源屏蔽设计46-47
• 3.6.2 电路板防干扰设计47-48
• 3.7 本章小结48-49
• 第4章 光伏发电远程监控系统的软件设计49-64
• 4.1 软件流程结构49-50
• 4.2 初始化软件设计50-57
• 4.2.1 时钟50
• 4.2.2 I/O接口50-52
• 4.2.3 外部中断52-55
• 4.2.4 ADC55-57
• 4.3 应用软件设计57-60
• 4.3.1 温度检测的软件设计57-58
• 4.3.2 GPRS无线通信模块的软件设计58-60
• 4.4 界面软件设计60-62
• 4.5 软件抗干扰技术62-63
• 4.6 本章小结63-64
• 第5章 总结与展望64-66
• 致谢66-67
• 参考文献67-69

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