光伏电站远程监控系统的设计和研究

【摘要】：光伏发电技术是一项优化未来能源构成的高新发电技术,目前,光伏电站系统是解决我国无电地区广大农牧民生活用电和微波中继站等供电的重要方式,针对这些边远地区光伏电站不易值守的问题,本文设计了一种利用VC开发Modem通信来实施远程监控的系统。 本文首先对光伏电站远程监控系统进行了总体设计,介绍了光伏电站远程监控系统的基本组成和工作原理,根据光伏电站的控制需求,选取了89C51单片机作为光伏电站系统的智能控制器。重点研究了该控制器的硬件设计和软件实现,实现了对系统的运行状态的监控和参数的实时采集,并具备状态显示和参数设定等功能。 其次,阐述了PC机和单片机的串行通信原理,给出了系统设计中的串行通讯协议,重点叙述了基于Visual C++6.0中MSComm通信控件实现本系统串行通信的原理和软件设计。基于现有的公用电话网络,采用Modem通信技术实现PC机对光伏电站运行的远程监控。 再次,基于Visual C++6.0设计了上位机的人机界面。通过界面可以实现光伏电站运行参数和状态的实时显示、通讯设置、实时曲线绘制、历史数据查询和状态远程监控等功能。另外,当电站运行出现故障或监测量超限时,能弹出告警窗口,可进行告警确认。 最后在实验室环境下对系统进行了模拟调试,系统运行良好,能够达到远程数据采集和状态监控的预期目的。另外,结合无线数传电台和GPRS技术,提出了两种光伏电站远程监控系统设计新方案。 【关键词】：光伏电站 远程监控 单片机 串行通讯 Visual C++6.0 Modem
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TP277
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-18
• 1.1 光伏发电的发展状况和前景11-14
• 1.2 光伏发电系统监控技术国内外发展现状14-15
• 1.3 课题的目的和意义15-17
• 1.4 本文的主要研究内容17-18
• 第2章 光伏电站远程监控系统的总体设计18-26
• 2.1 引言18
• 2.2 光伏电站监控系统的总体设计18-25
• 2.2.1 远程监控系统的组成和原理18-19
• 2.2.2 负载指标的确定19-20
• 2.2.3 太阳能电池方阵的设计和安装20-22
• 2.2.4 蓄电池的选取22-24
• 2.2.5 光伏电站单片机控制器的选取24-25
• 2.3 本章小结25-26
• 第3章 光伏电站单片机控制器的设计26-45
• 3.1 引言26
• 3.2 单片机控制器硬件接口电路设计26-39
• 3.2.1 控制器的硬件结构组成26-27
• 3.2.2 模拟量输入接口电路设计27-28
• 3.2.3 传感器的选择28-31
• 3.2.4 复位和看门狗电路设计31-32
• 3.2.5 蓄电池充放电控制接口电路设计32-34
• 3.2.6 键盘接口电路设计34-35
• 3.2.7 控制器显示接口电路设计35-36
• 3.2.8 控制器时钟芯片36-38
• 3.2.9 控制器串行通讯接口设计38-39
• 3.3 单片机控制器的软件实现39-43
• 3.3.1 主程序设计40
• 3.3.2 数据采集子程序的设计40
• 3.3.3 显示子程序的设计40-42
• 3.3.4 键盘子程序的设计42-43
• 3.3.5 中断子程序的设计43
• 3.4 本章小结43-45
• 第4章 PC 机和单片机的串行通讯45-65
• 4.1 引言45
• 4.2 串行通讯的基本原理45-49
• 4.2.1 同步传输和异步传输45-46
• 4.2.2 单工、半双工和全双工通信46-47
• 4.2.3 串行通讯协议47-48
• 4.2.4 串口标准RS-23248-49
• 4.3 单片机的串行通讯49-52
• 4.3.1 串行口的结构49-51
• 4.3.2 波特率的设定51-52
• 4.4 Windows 环境下的 VC 语言串行通讯52-56
• 4.4.1 Visual C++软件简介52-53
• 4.4.2 VC 开发串口通讯三种方法53-54
• 4.4.3 MSComm 控件串口编程54-56
• 4.5 Modem 通信技术56-58
• 4.5.1 Modem 的基本工作原理56-57
• 4.5.2 Modem 通信的规则和标准57-58
• 4.6 PC 机和单片机的远程通讯58-64
• 4.6.1 通讯协议59
• 4.6.2 MSComm 控件实现串口通讯的编程流程59-64
• 4.7 本章小结64-65
• 第5章 基于VC6.0 的远程监控系统上位机人机界面设计65-73
• 5.1 引言65
• 5.2 系统功能简介65-66
• 5.3 监控系统人机界面的设计66-72
• 5.3.1 监控系统启动界面的设计66-67
• 5.3.2 监控系统主控界面的设计67-68
• 5.3.3 通讯设置界面的设计68-69
• 5.3.4 实时动态曲线界面的设计69-70
• 5.3.5 历史数据界面的设计70-71
• 5.3.6 状态监控和报警界面的设计71-72
• 5.4 本章小结72-73
• 第6章 系统调试73-80
• 6.1 引言73
• 6.2 单片机控制系统的调试73-76
• 6.3 Modem 的安装和调试76-77
• 6.4 串行通讯波特率误差分析77-79
• 6.4.1 串行通讯允许的波特率误差77-78
• 6.4.2 常见波特率误差78-79
• 6.5 串口调试助手79
• 6.6 本章小结79-80
• 第7章 基于无线数传电台和GPRS 的光伏电站远程监控系统的设计80-88
• 7.1 引言80
• 7.2 基于无线数传电台的光伏电站远程监控系统的设计80-84
• 7.2.1 系统组成和主要功能80-81
• 7.2.2 光伏电站单片机控制系统的设计81
• 7.2.3 无线数传电台81-84
• 7.3 基于GPRS 的光伏电站远程监控系统的设计84-87
• 7.3.1 系统组成和主要功能84-85
• 7.3.2 GPRS 网络85-86
• 7.3.3 GPRS 无线模块86
• 7.3.4 监控中心86-87
• 7.4 本章小结87-88
• 结论88-89
• 附录1 单片机控制器硬件电路图(部分)89-90
• 附录2 下位机控制程序(部分)90-105
• 附录3 上位机监控程序(部分)105-120
• 参考文献120-124
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果124-125
• 致谢125-126
• 作者简介126

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