风光互补控制器数据采集与显示系统技术方案

技术编号:4151663 阅读:285 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
风光互补控制器数据采集与显示系统,其特征是以单片机为核心的控制中心,通过电压采集电路采集电压参数,通过温度采集电路采集系统的工作环境温度,并将当前控制器的工作状态以中英文和数字的形式显示到显示屏中,在检测到异常工作状态时通过控制核心发出报警驱动信号发出声音报警。本发明专利技术将风光互补控制器的工作状态进行中文显示,异常状态报警,以方便获取风光互补控制器的工作情况并为对控制器故障的工作状态进行维护提供依据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种太阳能、风能、风光互补控制器的数据采集与显示系统。更具体地说特别涉及太阳能、风能、风光互补能源的发电、转换、存储过程的数据采集与数字化显示。
技术介绍
能源是人类社会赖以生存和发展的物质基础,开发新能源和可再生能源,是缓解 能源矛盾的重要措施,是世界各国能源可持续发展的战略决策,随着风能发电系统、太阳能 发电系统、风光互补发电系统的发展,越来越多的小型和家用的可再生能源发电系统被应 用到实际生活中,此类系统普遍采用的结构形式为具有1、能量采集设备,如风力发电机、 太阳能电池板;2、能量转换设备具有整流、滤波等功能的充放电控制器;3、能量存储设 备蓄电池、超级电容等;4、负载主要包括直流负载和通过逆变器转换的交流负载。将此 四部分结构有机结合的产品即可组成一个小型的可再生能源发电系统。但是,在这一结构 形式中,由于受到各厂家独立生产的限制,无法实现其它功能模块的整合,因此导致家用小 型可再生能源系统缺乏相关的检测功能,使得在其普及过程中遇到诸如故障状态难以发 现、故障部件无法判断、以及系统工作环境是否满足系统工作要求等无法判断的问题。
技术实现思路
本专利技术是为避免上述现有技术所存在的不足之处,提供一种风光互补控制器数据 采集与显示系统,以期能够随时检测并显示系统状态。 本专利技术解决技术问题采用如下技术方案 本专利技术风光互补控制器数据采集与显示系统的结构特点是设置 —电压电流采集电路,是将分压限流电路分别设置在风光互补控制的风机整流滤 波后的直流电压电路以及太阳能充电电路中,按照设置的比例采集出0-5V的随输入电压 线性变化的采集信号; — LCD显示电路,是通过与单片机的串行通讯,将系统采集信号进行显示; —声音报警电路,所述报警电路的控制端与单片机相连,在单片机识别到异常工作状态时,以单片机输出信号触发声音报警电路; —控制中心,控制单片机的A/D转换引脚和I/0引胸,将所述采集电路采集的模拟 电压电流信号转换为数字电压电流信号,并驱动包括LCD显示电路和声音报警电路在内的 各功能模块执行相关的操作。 本专利技术风光互补控制器数据采集与显示系统的结构特点也在于所述电压电流采集电路中的分压限流电路采用由滤波电容和分压电阻组成的电阻分压网络。 本专利技术风光互补控制器数据采集与显示系统的结构特点还在于设置外部键盘并设置外部键盘扫描电路,所述控制中心通过对外部键盘扫描电路进行扫描,以确认按键是否按下,并以按键是否按下确定是否执行数据采集和显示的功能。 本专利技术用于风能、光能及风光互补发电和电能存储设备的系统数据采集与显示,通过设置风力电压电流检测电路、太阳能电压电流检测电路、蓄电池电压电流检测电路以 及用于监控各检测电路的控制中心,采集温度传感器输出信号,进而对各功能模块的工作 状态进行判断,在出现故障或不满足工作条件时进行报警,并将各功能模块的工作状态进 行显示,与已有技术相比,本专利技术有益效果体现在 1、本专利技术可以同时对系统中各功能模块进行检测,具有设备故障报警功能,并可 实时显示所采集的数据信息。 2、本专利技术以单片机为控制中心,可以设置为当确定需要进行检测时按下按键,通 过键盘扫描电路,控制中心扫描到按键信号后系统才进入显示状态和进行检测操作,这种 控制方式可以减少系统功耗,保证不影响发电系统的正常工作。 3、本专利技术系统硬件结构简单,具有很强的推广性和实用性。 4、本专利技术可以适用于太阳能供电系统、风力供电系统、风光互补供电系统的能源 存储领域 5、本专利技术设备操作简单,可以设置为中文显示,便于数据的读取和对设备运行状 态进行记录。附图说明 图l为本专利技术原理框图。 图2为本专利技术蓄电池电压采集电路原理图。 图3为本专利技术风机直流部分及太阳能电压采集电路原理图。 图4为本专利技术单片机与显示屏串行通信时序图。 图5为键盘扫描电路图 图6为本专利技术单片机软件部分程序流程图具体实施例方式参见图l,设置以单片机Atmega8为核心的数据处理和显示驱动的控制中心,当检 测到检测按键按下后,执行启动操作,将风机发电经AC-DC和整流滤波电路后得到的直流 分量与太阳能发电的直流分量经电压电流采集电路传送至单片机,用于采集风机和太阳能 板发电工作状态。并以此来判断工作是否异常,如果异常,则通过报警电路,输出报警,提示 并显示异常部件。如果正常则显示正常工作的电压电流信息。对蓄电池状态进行监控,显 示其电压和电池充电状态,显示系统工作环境温度。 图2所示为蓄电池电压采集电路,对于蓄电池电压Ul,利用电阻Rl和R2组成的分 压电路,取R2上的电压,将其与VCC比较。高于电源电压VCC时,二极管D1将导通,此时, 单片机ADC引脚被拉至高电平;低于基准地GND电压时,二极管D2导通,单片机ADC引脚被 拉低到低电平;当输入电压在地电位和VCC之间时,单片机ADC引脚检测分压电阻R2上的 端电压。 图3所示是以LED灯D5指示光伏电压U2输入是否为正常,当太阳能正常输入时, LED灯D5点亮。由电阻R3和R4组成分压电路,单片机ADC2引脚检测电阻R4上的分压; 电容C4用于保证该引脚的检测输入不会突变,稳压管D4用于保护单片机ADC2引脚上的电 压不至于过高。4 图4所示,12864型LCD液晶模块驱动需有三个引脚的控制信号,分别通过CS片选 信号选中显示屏,在SCLK时钟信号条件下,SID引脚每三个字节脉冲信号内传输一个字节 的数据或操作指令,从而显示检测到的电压数据和环境数据,此操作由单片机I/O引脚完 成。 图5所示,键盘扫描电路,通过上拉电阻Rl和R2串联常开按钮,组成键盘扫描硬 件电路,与单片机4个I/O 口连接,通过对PD1与PD2分别输入低电平,检测PD3, PD4 口电平变化来判断哪个键被按下,来确定是否执行对应操作。 参见图6,本专利技术系统运行程序为如下 单片机通电后,自动运行初始化程序,对外围按键进行键盘扫描以确定是否有按 键按下,当有按键按下,则执行程序对电压电流采集电路送来的信号进行AD转换,将模拟 信号转化为数字信号,判断是否有故障。如果有故障则输出报警控制信号,并执行LCD发送 控制命令执行显示操作,将故障类型以数据格式发送到显示屏。如果没有故障,则执行显示 当前电压、设备工作温度的程序。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风光互补控制器数据采集与显示系统,其特征是设置:一电压电流采集电路,是将分压限流电路分别设置在风光互补控制的风机整流滤波后的直流电压电路以及太阳能充电电路中,按照设置的比例采集出0-5V的随输入电压线性变化的采集信号;一LCD显示电路,是通过与单片机的串行通讯,将系统采集信号进行显示;一声音报警电路,所述报警电路的控制端与单片机相连,在单片机识别到异常工作状态时,以单片机输出信号触发声音报警电路;一控制中心,控制单片机的A/D转换引脚和I/O引脚,将所述采集电路采集的模拟电压电流信号转换为数字电压电流信号,并驱动包括LCD显示电路和声音报警电路在内的各功能模块执行相关的操作。

【技术特征摘要】
一种风光互补控制器数据采集与显示系统,其特征是设置一电压电流采集电路,是将分压限流电路分别设置在风光互补控制的风机整流滤波后的直流电压电路以及太阳能充电电路中,按照设置的比例采集出0-5V的随输入电压线性变化的采集信号;一LCD显示电路,是通过与单片机的串行通讯,将系统采集信号进行显示;一声音报警电路,所述报警电路的控制端与单片机相连,在单片机识别到异常工作状态时,以单片机输出信号触发声音报警电路;一控制中心,控制单片机的A/D转换引脚和I/O引脚,将所述采集电路采集的模拟...

【专利技术属性】
技术研发人员:闫晓冬严兵荚如贵
申请(专利权)人:安徽风日光电科技有限责任公司
类型:发明
国别省市:34[中国|安徽]

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