光伏气象仪的设计与实现

【摘要】：当今社会科技水平的高度发达在带给人类更好生活质量的同时,也导致人类需要更多能源来满足自身日益扩大的需求。但是诸如天然气、煤、石油这样的资源都不是可再生的,而且它们的总量也是极其有限的,总有枯竭的一天。所以像太阳能这类可再生的无污染新型能源的使用,在当今社会得到了高度的重视。在国家相关扶持政策的推动下,国内各个地方兴建了大量的光伏电站。出于光伏电站的运行效率和安全方面的考虑,引进相关的光伏监控系统显得尤为重要。本课题提出的光伏气象仪就是针对光伏电站运行时的环境条件监控而开发的。它能够及时的采集、储存、上传光伏电站所在地与光伏发电相关的各类气象要素数据和光伏组件运行环境数据,用于光伏电站运行状态的监测和控制。本课题提出的光伏气象仪在软硬件方面都采用模块化的设计。在硬件方面,光伏气象仪以STM32F103作为核心控制芯片,外围电路由数据传输、数据采集、数据储存、液晶显示等模块构成。STM32系列芯片是基于ARM Cortex-M内核的,而ARM Cortex-M内核则是为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用所专门设计。所以STM32F103十分适合在光伏气象仪这类仪器仪表的设计中使用。在光伏气象仪的软件方面,光伏气象仪移植了实时多任务系统u C/OS-II,并对该系统进行了合理地剪裁使它更好地适应光伏气象仪的硬件环境。在软件设计中引入实时多任务系统使得光伏气象仪的硬件资源得到充分、有效地利用。与此同时,在该系统下运行软件将分成监控、按键处理、通讯、数据储存等多个任务模块。这样能提高光伏气象仪软件的可靠性,不会因为某个任务模块运行出错后影响其它任务模块的正常运行而导致软件整体瘫痪。 【关键词】：光伏 气象要素 模块化 STM32 实时多任务系统
【学位授予单位】：中国计量学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM615
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-13
• 1 绪论13-18
• 1.1 项目背景及意义13-14
• 1.2 国内外研究现状和发展动态14-17
• 1.2.1 国外研究动态14-15
• 1.2.2 国内研究动态15-16
• 1.2.3 发展趋势16-17
• 1.3 本文的主要研究内容和章节安排17-18
• 2 光伏气象仪的设计概要18-27
• 2.1 光伏气象仪的原理和功能18-19
• 2.1.1 光伏气象仪的工作原理18
• 2.1.2 光伏气象仪的主要功能18-19
• 2.2 光伏气象仪的硬件组成19-22
• 2.2.1 传感器19-20
• 2.2.2 采集器20-22
• 2.2.3 开关电源22
• 2.2.4 防雷电路设计22
• 2.3 光伏气象仪的软件组成22-24
• 2.3.1 采集软件23-24
• 2.4 光伏气象仪的结构设计24-26
• 2.4.1 光伏气象仪整体结构设计24-25
• 2.4.2 光伏气象仪采集盒结构设计25-26
• 2.5 本章小结26-27
• 3 光伏气象仪的硬件设计27-46
• 3.1 光伏气象仪的硬件设计要求27
• 3.2 光伏气象仪传感器选型27-31
• 3.2.1 大气温度传感器和组件温度传感器27-28
• 3.2.2 风速传感器28-29
• 3.2.3 风向传感器29
• 3.2.4 总辐射传感器29-30
• 3.2.5 光伏板表面清洁度传感器30-31
• 3.3 光伏气象仪开关电源的选择31-33
• 3.4 采集器的电路设计33-44
• 3.4.1 电源稳压模块33-34
• 3.4.2 主控芯片及其最小系统34-36
• 3.4.3 实时时钟模块36-37
• 3.4.4 LCD显示与按键模块37-38
• 3.4.5 FLASH储存模块38-39
• 3.4.6 U盘/SD卡文件管理模块39-40
• 3.4.7 串口通信模块40-42
• 3.4.8 AD采集模块42-43
• 3.4.9 防雷电路设计43-44
• 3.5 PCB设计44-45
• 3.6 总结45-46
• 4 光伏气象仪软件设计46-61
• 4.1 光伏气象仪的软件设计要求46
• 4.2 实时多任务系统uC/OS-II46-59
• 4.2.1 uC/OS-II概述46-47
• 4.2.2 uC/OS-II的移植47-49
• 4.2.3 任务模块的划分49
• 4.2.4 main函数49-51
• 4.2.5 任务启动任务51-52
• 4.2.6 显示任务52-55
• 4.2.7 按键处理任务55
• 4.2.8 通讯任务55-57
• 4.2.9 储存任务57-59
• 4.2.10监控任务59
• 4.3 本章小结59-61
• 5 总结与展望61-63
• 参考文献63-66
• 作者简历66

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

C8051F020单片机在小型气象仪中的应用    杨慧;于宏波;

无人值守海洋气象仪系统设计    庞佑军;涂大斌;王亦平;

无线传输的便携式气象仪    魏军丞;刘波峰;吴峰毅;石力;

基于DSP的气象仪中风向测量的设计    王青松;汪桂霞;

DZQ03A便携气象仪在机场气象观测中的应用及常见问题处理    阮杰;龙剑雄;

基于MSP430F149单片机的炮兵气象仪设计    赵小亮;

ADU3600定位定向仪在车载气象仪中的应用    周扬;朱洪海;杨俊贤;初士博;惠力;

BP神经网络在气象仪故障诊断中的应用    尤泽萌;籍艳;王平;

消息报道    

    

多用气象仪的研制    张希仲;苏晓虎;万水娥;戴自祝;

珠峰复测4套关键设备运往大本营    殷海荣

实验室大洋底“蹲点调查”    任荃

小型化空降式气象仪研究    尹晓东

光伏气象仪的设计与实现    吴海啸

小型自动气象仪的设计    滑洁

基于GPRS无线通讯的便携式气象仪的设计与实现    祝文静