基于蓝牙传输的太阳能电池测试系统

【摘要】：太阳能电池产业发展迅速，市场对太阳能电池测试系统的需求快速增长，对测试系统的功能要求也日趋多样化。本文设计了一款低成本、便携式的太阳能电池测试系统，提出了将蓝牙技术运用于太阳能电池测试系统的概念，使测试系统具有很好的便捷性和扩展性。 测试系统以FPGA为主控芯片，用电容充电过程模拟太阳能电池负载变化，通过采样电路采集电池的电压和电流信号，同时使用数字传感器采集电池温度和光照强度信号，最终以蓝牙短距离无线传输方式将数据传输给测试终端。采用LabVIEW编写人机交互程序，完成对现场测试数据的标准化计算、伏安特性曲线拟合和最终测试结果的显示。 系统包括前端电路、FPGA模块、蓝牙模块、人机交互程序等4个主要部分。前端电路负责对电压和电流等模拟信号的采集并将其进行模数转换；FPGA是系统主控制器，包括采样电路控制模块、存储模块、UART模块等；蓝牙负责数据的无线传输，采用UART串口与FPGA通信；人机交互程序是系统的最终显示界面，实现对整个测试系统的输入控制以及测试数据的图形化显示。 对电池样品的测试结果和误差分析显示：该系统完成了对开路电压、短路电流、最大功率点以及填充因子等主要参数的测试，有较好的稳定性和精确度，人机交互界面友好，具有实际工程应用价值。 【关键词】：太阳能电池 性能测试 数据采集 蓝牙技术
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-15
• 1.1 世界和中国能源现状8-10
• 1.2 太阳能技术和光伏产业现状10-12
• 1.3 国内外太阳能电池测试技术综述12-14
• 1.4 本课题的目的和研究内容14-15
• 2 太阳能电池测试原理15-26
• 2.1 太阳能电池基本原理15-16
• 2.2 太阳能电池的主要性能参数16-19
• 2.3 太阳电池 I-V 特性测量方法19-23
• 2.4 测试数据的标准化复现23-26
• 3 系统硬件电路设计26-40
• 3.1 系统硬件总体方框图26-28
• 3.2 测试系统前端电路28-34
• 3.3 FPGA 模块电路34-38
• 3.4 电源电路设计38-40
• 4 FPGA 数字模块设计40-51
• 4.1 模块总体结构40
• 4.2 电压和电流采样控制模块40-42
• 4.3 环境采样控制模块42-45
• 4.4 数据存储模块45-48
• 4.5 通讯模块48-51
• 5 蓝牙传输系统与人机交互模块51-63
• 5.1 蓝牙无线传输技术51-53
• 5.2 蓝牙模块设计53-57
• 5.3 人机交互程序设计57-61
• 5.4 系统测试结果及相关分析61-63
• 6 总结与展望63-65
• 致谢65-66
• 参考文献66-70
• 附录 1 攻读硕士学位期间申请的专利70

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