学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

风光互补发电嵌入式数据采集器的设计研究

作　者: 李振华
导　师: 王志新
学　校: 上海交通大学
专　业: 电机与电器
关键词: 风光互补发电数据采集 C8051F330 nRF905 LPC2103
分类号: TM61
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 257次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

?由于大规模使用化石能源导致环境问题越来越突出,低碳经济的概念被提出,低碳经济的核心是清洁能源和减排技术。现阶段具有商业价值的可再生能源包括水能、风能和太阳能,都可以用来发电。风能和太阳能都具有资源不稳定、分布不均匀的特点,采用风光互补发电可以解决电能供应不稳定这一问题。常见的形式是离网型风光互补发电系统给偏远山区、海岛和草原地区供电。风光互补发电系统的正常运行离不开有效的监控,这需要数据采集系统的支持。数据采集是指从传感器和其它待测设备中自动采集非电量或电量信号,送到计算机中进行分析、处理。数据采集系统主要由传感器、信号调理电路和微控制器等构成。论文设计了用于离网型风光互补发电的嵌入式数据采集系统,在理论分析的基础上完成了系统硬件电路和软件程序的设计。数据采集系统基于SoC型单片机C8051F330构建,充分利用了C8051F330自带的多通道、高分辨的ADC,实现对电压、电流信号的采集。根据风光互补发电属于分布式发电系统的特点,采用nRF905无线通信模块来完成数据传输。利用32位微控制器LPC2103进行数据接收和处理,并将数据传送给上位机。说明系统调试情况,各项测试结果表明系统设计合理,能满足应用要求。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-11
第一章绪论  11-17
  1.1 课题研究的背景  11-14
    1.1.1 可再生能源的发展  11-13
    1.1.2 风光互补发电系统  13-14
  1.2 国内外研究的现状  14-15
    1.2.1 国外研究情况  14
    1.2.2 国内研究情况  14-15
  1.3 本文的工作  15-17
    1.3.1 课题研究的内容  15
    1.3.2 论文的整体结构安排  15-17
第二章风光互补发电系统  17-27
  2.1 风光互补发电的意义  17-18
  2.2 风光互补发电系统的组成  18-24
    2.2.1 风力发电部分概述  18-20
    2.2.2 太阳能发电部分概述  20
    2.2.3 蓄电池概述  20-21
    2.2.4 变流系统  21-23
    2.2.5 风光互补发电系统的能流模型  23
    2.2.6 风光互补发电系统的容量匹配  23-24
  2.3 风光互补发电系统的运行控制  24-27
    2.3.1 风光互补发电系统的运行控制策略  24-25
    2.3.2 风光互补发电系统的监控与数据采集  25-27
第三章数据采集系统  27-36
  3.1 数据采集  27-32
    3.1.1 数据采集概述  27
    3.1.2 数据采集系统的组成  27-30
    3.1.3 数据采集的理论基础  30-31
    3.1.4 数据采集系统的性能指标  31-32
  3.2 微控制器发展概述  32-34
    3.2.1 单片微型计算机阶段  32-33
    3.2.2 微控制器阶段  33
    3.2.3 片上系统阶段  33-34
  3.3 抗干扰设计  34-36
    3.3.1 硬件抗干扰  34-35
    3.3.2 软件抗干扰  35-36
第四章数据采集系统的设计  36-59
  4.1 系统设计概述  36-38
    4.1.1 数据采集系统的结构  36-37
    4.1.2 数据采集系统的硬件设计原则  37
    4.1.3 无线通信网络结构的设计  37-38
  4.2 无线通信模块  38-40
    4.2.1 无线通信设备的参数  38
    4.2.2 无线通信模块nRF905  38-40
  4.3 数据采集单元硬件设计  40-47
    4.3.1 C8051F330 简介  40-42
    4.3.2 电源设计  42-43
    4.3.3 信号调理电路设计  43-46
    4.3.4 片上 ADC 的硬件部分设置  46
    4.3.5 无线通信接口设计  46-47
  4.4 数据采集单元软件设计  47-53
    4.4.1 开发环境简介  47-48
    4.4.2 A/D 转换程序  48-50
    4.4.3 nRF905 的设置  50-52
    4.4.4 无线通信协议设计  52
    4.4.5 数据采集单元的程序流程  52-53
  4.5 数据接收中心硬件设计  53-56
    4.5.1 微控制器LPC2103 简介  53-54
    4.5.2 通信接口设计  54-56
  4.6 数据接收中心软件设计  56-59
    4.6.1 μC/OS-II 嵌入式操作系统  56
    4.6.2 数据接收中心的程序设计  56-57
    4.6.3 数据采集的工作流程  57
    4.6.4 上位机工作界面  57-59
第五章测试结果  59-67
  5.1 测试内容  59-62
  5.2 A/D 转换电路的性能测试  62-64
  5.3 无线通信模块nRF905 的测试  64-65
  5.4 系统的集成测试  65-67
第六章总结与展望  67-70
  6.1 结论  67-68
    6.1.1 主要工作内容  67
    6.1.2 创新点  67-68
    6.1.3 取得的成果  68
  6.2 研究展望  68-70
参考文献  70-73
致谢  73-74
攻读硕士期间发表的论文  74-77
上海交通大学学位论文答辩决议书  77

相似论文

基于WinCE平台的故障分析仪应用程序设计与开发,TP311.52
光探针测量系统中瞄准信号的检测与处理的研究,TH74
基于LAH032.905标准的汽车点火线圈终检系统研究,U472.9
基于MODBUS的发电厂数据采集系统的研究,TM621
基于信号完整性分析的高速数采卡设计,TP274.2
基于DSP的三维测头数据采集处理系统的研制,TP274.2
基于FPGA的电感传感器数据采集系统的研制,TP274.2
基于USB2.0的高速数据采集系统,TP274.2
基于FPGA的高速实时数据采集系统,TP274.2
节能与新能源汽车数据采集与高原适配技术探索研究,U469.7
基于DSP的水声信号采集系统研究,TP274.2
声学计算机键盘原理研究与实现,TP334.23
井下数据采集与传输方法研究,TE938
风光互补并网发电系统及最大功率点追踪,TM61
基于无线传感器网络的煤矿瓦斯监测系统的研究,TN929.5
基于DSP的单频激光实时信号解调方法研究,TN911.3
足球运动数据采集系统设计,TP212.9;TP274.2
F企业借助 RFID 改善i产品生产数据采集研究及应用,TP274.2
CAN总线技术在气象监测系统中的应用研究与实现,P409
水情自动监测系统的设计与实现,P335
在Cortex-M3上实现基于μC/OS-Ⅱ和CAN总线的实时数据采集系统,TP274.2