微波中继站太阳能供电远程监控系统的设计与研究

【摘要】： 随着太阳电池的推广应用，边远地区的通讯台站已开始利用太阳电池作能源。目前国内研究的太阳光伏示范电站远程监测系统，只能对光伏电站完成远程监测，或者用数据采集卡将采集的数据定期送到监控中心，不能进行远程控制。本文根据“秦皇岛八仙顶太阳能供电系统”技术要求，在查阅大量国内外相关资料的基础上，开发了由IBM-PC机与80C31单片机组成的“微波中继站太阳能供电远程监控系统”，具体内容如下： (1)在太阳电池供电系统中，充放电控制器是一个关键设备。本文基于80C31单片机设计了具有充放电控制和远程串行通讯功能的智能控制器。该控制器除了具有逐路切换充电控制功能外，还具有电压、电流、光强、温度和风速等实时数据采集功能。单片机控制器可以根据光伏系统运行数据，不断改进和调整光伏系统的运行状态，接受上位机的查询、控制，并向中心上报工作状态。 (2)设计了基于VB6.0的上位机人机界面。根据下位机传送的数据，操作人员在工作室里可以完成对系统历史纪录的查询、筛选，并能遥控电站的启动/停止运行；观测系统当前的工作状态以及进行系统参数的设定。上位机通过RS-232与MODEM相连接入公用电话网，实现对单片机控制器的遥测、遥控。 (3)在串行通讯软件设计方面，采用了重复次数计数器和定时器，从而大大提高了通讯的成功率和系统的容错能力并且避免了发生死锁情况；在数据传输过程中，采用累加和的校验方法，保证了系统传输的安全性、可靠性。 通过实验室的模拟调试，系统运行良好；可以实时的对蓄电池的充电、给负载供电等情况进行监控；保证了系统在正常的工作点电压下安全、可靠的运行，从而实现了光伏电站长期无人值守。 【关键词】：微波中继站 光伏电站 远程监控 单片机 串行通讯 调制解调器
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2003
【分类号】：TP277
【目录】：

• 中文摘要4-5
• 英文摘要5-11
• 第1章 绪论11-17
• 1．1 研究背景及意义11-12
• 1．2 国外光伏技术的现状及发展12-13
• 1．3 我国太阳能光伏电站的研究成果及问题13-14
• 1．3．1 研究成果13-14
• 1．3．2 存在的问题14
• 1．4 课题来源14-15
• 1．5 太阳能光伏电站的基本组成15-16
• 1．6 论文的主要研究内容16
• 1．7 本论文结构16-17
• 第2章 太阳能光伏电站的总体设计17-25
• 2．1 引言17
• 2．2 主要技术性能指标17-19
• 2．2．1 太阳能供电系统性能指标17
• 2．2．2 太阳能电池组件性能指标17-18
• 2．2．3 太阳能充电控制器技术指标18
• 2．2．4 阀控密封式铅蓄电池技术指标18-19
• 2．3 光伏电站系统性能评价指标19-20
• 2．3．1 负载损失S119
• 2．3．2 过充损失S219
• 2．3．3 蓄电池最小充电率S319
• 2．3．4 蓄电池最高充电率S419
• 2．3．5 蓄电池内阻消耗的能量S519
• 2．3．6 系统电压非匹配所产生的损失S619-20
• 2．4 太阳能光伏电站的系统设计20-24
• 2．4．1 远程监控系统的组成20-21
• 2．4．2 确定负载功耗21
• 2．4．3 太阳能电池方阵的设计21-22
• 2．4．4 光伏方阵最佳倾角的计算22
• 2．4．5 蓄电池的选取22-23
• 2．4．6 其它保护措施的设计23-24
• 2．5 本章小结24-25
• 第3章 基于80C31单片机智能控制器的设计25-45
• 3．1 引言25
• 3．2 MCS-51单片机概述25-27
• 3．3 80C31单片机控制器的硬件设计27-34
• 3．3．1 控制器的总体设计28-29
• 3．3．2 存储器的扩展29
• 3．3．3 采样转换接口电路的设计29-30
• 3．3．4 键盘显示接口电路的设计30-31
• 3．3．5 蓄电池充放电控制接口电路的设计31-32
• 3．3．6 其它接口电路的设计32-34
• 3．4 传感器的选择34-37
• 3．4．1 电流和电压的检测34-35
• 3．4．2 温度检测35-36
• 3．4．3 光强检测36-37
• 3．4．4 风速检测37
• 3．5 80C31单片机软件的设计37-44
• 3．5．1 数据采集子程序的设计37-39
• 3．5．2 数据处理子程序的设计39-41
• 3．5．3 监控子程序的设计41-44
• 3．6 本章小结44-45
• 第4章 基于VB6．0的远程监控系统上位机人机界面的设计45-55
• 4．1 引言45-46
• 4．2 系统功能简介46-47
• 4．3 监控系统人机界面的设计47-54
• 4．3．1 监控系统启动界面的设计47-48
• 4．3．2 系统监控和报警界面的设计48-51
• 4．3．3 图表模块的设计51-52
• 4．3．4 数据库报表设计52-53
• 4．3．5 数据库查询和筛选模块的设计53-54
• 4．4 本章小结54-55
• 第5章 PC机与单片机的串行通讯55-77
• 5．1 引言55
• 5．2 串行通讯的基本知识55-58
• 5．2．1 串行通讯的传送方式55-56
• 5．2．2 异步通讯与同步通讯56-58
• 5．2．3 传输介质——电话线58
• 5．3 通讯的基础知识58-63
• 5．3．180 C31单片机通讯基础59-61
• 5．3．2 PC机通讯基础61-63
• 5．4 PC机与80C31单片机近程通讯63-69
• 5．4．1 通讯系统简介63-64
• 5．4．2 串行通讯协议64-65
• 5．4．3 上位机通讯65-67
• 5．4．4 下位机通讯67-69
• 5．5 PC机与80C31单片机远程通讯69-76
• 5．5．1 调制解调器基本知识70
• 5．5．2 PC机与80C31单片机远程通讯系统的基本机构70-71
• 5．5．3 调制解调器指令集71-72
• 5．5．4 单片机与MODEM的硬件接口电路的设计72-73
• 5．5．5 软件设计73-76
• 5．6 本章小结76-77
• 结论77-78
• 附录1单片机控制器硬件电路图78-81
• 附录2监控系统软件81-96
• 参考文献96-100
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果100-101
• 致谢101-102
• 作者简介102

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