新型太阳能电池板手自一体监测控制系统

【摘要】：现在社会环境越来越差，污染越来越严重，最为明显的就是目前的雾霾天气，很大一部分原因是传统能源的过分消耗。我们的传统能源正在迅速减少，有些地方还有很多人不能得到正常的能量资源补给。在这个严峻的时刻，为了发现可再生能源来改变目前资源短缺污染严重的局面，达到可持续发展共建和谐绿色家园的目标，几乎所有的国家都把重心放到了发现可再生的绿色能源上。因为太阳能对环境基本没有任何污染并且再造成本比较低，基本上算是取之不尽用之不竭的。因此取之不完的太阳能被人们所重视，成为人们重点开发利用的资源，拥有一套能高效采集太阳光能源的设备已经变成非常重要的社会问题。 本文提出一种新型太阳能电池板手自一体监测控制系统来提高太阳能的利用效率。为了有效的解决太阳能电池板监测数据不足造成的采集效率不高的问题，我们在系统设计中引入多个监测传感器模块。同时，在系统中加入中央处理核心来对各个传感器数据进行统计分析，并且加入了电脑上位机程序来显示多个传感器所监测到的结果，做到监测结果的实时显示和统计，便于用户及时了解太阳能电池板的工作状态，而且当用户在太阳能电池板现场时可以实现现场控制太阳能电池板位置变化，调整太阳能电池板的位置，真正实现手自一体化设计。本设计的最大特点：实时远程监控太阳能电池板的各项工作数据，开发了监控平台进行实时监测且可以作出远程的控制，也可以在现场进行手动的太阳能电池板控制，做到太阳能利用效率的最大化。 本新型太阳能电池板监测控制系统分为中央处理器模块、传感器监测模块、串口通信模块、上位机数据显示监测模块、电源模块。其中，传感器监测模块包括温度传感器模块、光照强度传感器模块、光敏电阻比较电路模块和倾斜传感器模块；控制包括手动控制和自动控制两种。本篇文章进行了软件程序的编写和硬件电路的整体设计，设计中不仅试验了设备整体性能的可靠性，还对系统的抗干扰能力进行了初步的评估。通过实验结果可以得出，本太阳能电池板手自一体监测控制系统达到了设计的初步要求。 【关键词】：太阳能电池板 传感器 上位机
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-8
• 目录8-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 课题研究的背景及其意义10-11
• 1.2 目前太阳能技术国内外发展现状11-15
• 1.2.1 全球面临着严峻的能源危机现状11
• 1.2.2 我国拥有非常丰富的太阳能资源具有很大的利用价值11
• 1.2.3 太阳能技术发展现状的分析和对未来的展望11-15
• 1.3 主要研究内容15
• 1.4 章节安排15-17
• 第二章 系统整体结构设计17-25
• 2.1 系统结构及其工作流程17-18
• 2.2 核心控制板18-20
• 2.3 数据监测部分20-22
• 2.4 数据传输部分22-23
• 2.5 上位机显示控制部分23
• 2.6 太阳能电池板的机械控制部分23-25
• 第三章 系统硬件电路设计25-39
• 3.1 太阳能电池板系统硬件体系结构设计25-26
• 3.2 中央处理模块电路26-29
• 3.2.1 中央处理芯片简介26-28
• 3.2.2 中央处理芯片电路设计图28-29
• 3.3 电源模块电路设计29-30
• 3.4 太阳能电池板监测模块电路30-37
• 3.4.1 温度传感器电路30-34
• 3.4.2 光照强度传感器34-36
• 3.4.3 水平角度传感器电路模块36
• 3.4.4 光敏电阻比较电路36-37
• 3.5 数据传输电路模块37-39
• 第四章 系统软件设计39-72
• 4.1 软件体系结构39-40
• 4.2 主程序设计40-46
• 4.3 串口通信模块程序软件设计46-47
• 4.4 温度传感器软件程序设计47-55
• 4.5 光强传感器模块程序设计55-58
• 4.6 光敏电阻比较电路模块程序设计58-61
• 4.8 电脑上位机程序设计61-72
• 第五章 系统性能测试与分析72-83
• 5.1 系统性能测试72-78
• 5.1.1 上位机显示部分72-75
• 5.1.2 下位机控制部分75-78
• 5.2 系统数据分析78-82
• 5.3 抗干扰措施82-83
• 第六章 总结与展望83-85
• 6.1 工作总结83-84
• 6.2 工作展望84-85
• 附录85-90
• 参考文献90-93
• 攻读硕士期间所发表的论文93-94
• 致谢94-95

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