專利名稱：一種基于pic的智能型太陽能控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于PIC的智能型太陽能控制器。
背景技術(shù)：
進(jìn)入新世紀(jì)，工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展迅速，人類活動范圍擴大，這對能源的需求量隨之放大。世界能源問題突現(xiàn)，各國都重視能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與相關(guān)技術(shù)的創(chuàng)新，特別是清潔能源的發(fā)展。近十年來，我國重視太陽能、生物能等新能源方面的開發(fā)與利用。相對火電、水電和核電的各自的缺點，太陽能發(fā)電的兩優(yōu)勢比較明顯。一是蘊藏豐富不會枯竭；二是安全干凈，不會有危險和破壞環(huán)境。同時太陽能電池原料一硅的獲取資源豐富；電池轉(zhuǎn)化效率不斷提高，成本降低，使之太陽能的應(yīng)用得以推廣。重點在小型太陽能電站、大型并網(wǎng)電站、建筑光伏玻璃幕墻、太陽能路燈、通信衛(wèi)星供電系統(tǒng)等供電領(lǐng)域展開廣泛應(yīng)用。在太陽能發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用過程中，充電效率的提高，系統(tǒng)壽命的延長主要在于控制器的性能優(yōu)劣。太陽能控制器是太陽能發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，其主要完成對畜電池的充電和放電控制，使發(fā)電系統(tǒng)始終處于發(fā)電的最大功率點附近，以獲得最高效率，以及過充、過放等情況出現(xiàn)時的保護。但是在現(xiàn)有技術(shù)中，太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的控制器存在充電效率低，系統(tǒng)功能不夠完善，不夠智能化的缺點。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型針對現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了種基于PIC的智能型太陽能控制器，該控制器能夠是太陽能光伏系統(tǒng)充電效率提高，功能完善且智能化程度高。本發(fā)明通過下列技術(shù)方案來實現(xiàn):一種基于PIC的智能型太陽能控制器，其特征在于:包括用于采集蓄電池電·壓和負(fù)載電流電流以及環(huán)境溫度信號的信號采集單元、用于設(shè)定參數(shù)和參數(shù)選擇的鍵盤、用于對采集的信號進(jìn)行處理的單片機、用于顯示處理結(jié)果以及提供查詢界面的顯示器、用于根據(jù)單片機的處理結(jié)果對蓄電池充放電進(jìn)行控制的控制單元、開關(guān)電源以及用于和主站之間進(jìn)行遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇型ㄐ沤涌?，所述信號采集單元與單片機的第一信號輸入端連接，所述鍵盤與單片機的第二信號輸入端連接，所述開關(guān)電源與單片機的第三信號輸入端連接，所述顯示器與單片機的第一信號輸出端連接，所述控制單元與單片機的第二信號輸出端連接，所述串行通信接口與單片機的第三信號輸出端連接。在上述的一種基于PIC的智能型太陽能控制器中，還包括用于在控制器發(fā)生故障時進(jìn)行報警的語音報警器，所述語音報警器與單片機的第四輸出端連接。在上述的一種基于PIC的智能型太陽能控制器中，所述單片機為內(nèi)置EEPR0M、RAM、I/O接口的PIC單片機。在上述的一種基于PIC的智能型太陽能控制器中，所述信號采集單元包括電壓檢測元件、電流檢測元件、溫度傳感器、信號調(diào)理電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，所述電壓檢測元件、電流檢測元件和溫度傳感器均與信號調(diào)理電路輸入端連接，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路與信號調(diào)理電路輸出端連接。在上述的一種基于PIC的智能型太陽能控制器中，所述鍵盤為4*4矩陣鍵盤。在上述的一種基于PIC的智能型太陽能控制器中，所述顯示器為IXD液晶顯示器。在上述的一種基于PIC的智能型太陽能控制器中，所述控制單元包括充電控制模塊和放電控制模塊。所述充電控制模塊輸入端通過I/o擴展接口與單片機第二輸出端連接，輸出端與太陽能電池連接。所述放電控制模塊輸入端通過I/o擴展接口與單片機第二輸出端連接，輸出端與負(fù)載連接。在上述的一種基于PIC的智能型太陽能控制器中，所述串行通信接口為RS232異步串行通信接口。本實用新型的有益效果在于:采用動態(tài)跟蹤技術(shù)，單片機通過信號采集單元循環(huán)檢測蓄電池電壓、負(fù)載電流、環(huán)境溫度等參數(shù)，根據(jù)所得參數(shù)進(jìn)行校正，并通過控制單元選擇合適的PWM脈沖信號的占空t匕，從而對蓄電池實現(xiàn)不同幅值的恒壓充電；同時可以對蓄電池起到保護作用，達(dá)到很好的的充電效果。

圖1為本實用新型的原理框圖。圖中，1、信號采集單元；11、電壓檢測元件；12、電流檢測元件；13、溫度傳感器；14、信號調(diào)理電路；15、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；2、鍵盤；3、單片機；4、顯示器；5、控制單元；51、I/O擴展接口 ；52a、 充電控制模塊；52b、太陽能電池；53a、放電控制模塊；53b、負(fù)載；6、開關(guān)電源；7、串行通信接口 ；8、語音報警器。
具體實施方式
以下是本實用新型的具體實施例，并結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本實用新型并不限于這些實施例。如圖1所示，一種基于PIC的智能型太陽能控制器，包括信號采集單元1、鍵盤2、單片機3、顯示器4、控制單元5、開關(guān)電源6、串行通信接口 7以及語音報警器8。其中，信號采集單元I的信號輸出端與單片機3的第一信號輸入端連接，包電壓檢測元件11、電流檢測元件12、溫度傳感器13、信號調(diào)理電路14和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路15，電壓檢測元件11、電流檢測元件12和溫度傳感器13均與信號調(diào)理電路14輸入端連接，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路15的輸入端與信號調(diào)理電路14輸出端連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路15的輸出端與單片機3連接。鍵盤2為4*4矩陣鍵盤，與單片機3第二信號輸入端連接，能夠進(jìn)行自定義，以適應(yīng)本控制器采集的當(dāng)前數(shù)據(jù)、存儲的歷史數(shù)據(jù)和控制設(shè)置參數(shù)較多的要求，通過選擇不同的按鍵，可以分別執(zhí)行查詢、設(shè)置操作，作為優(yōu)選，將鍵盤2設(shè)計為厚度薄、尺寸小、蜜封性能好且按鍵通斷可靠性高的防潮型薄膜鍵盤。單片機3采用PIC單片機(Peripheral Interface Controller),利用其資源豐富、突出的特點:1/0 口具有20mA的驅(qū)動能力;8路、10位的々0轉(zhuǎn)換，12(:，5 1，舊4町，舊8，CAN接口 ；WDT (看門狗)；CCP (脈寬/捕捉/比較);內(nèi)置EEPROM ;3路定時器；多種中斷源;支持休眠的低功耗模式；流式的并行接口 ；內(nèi)置LCD控制器；芯片可以加密，使得控制器處理速度快、低電壓、低功耗且成本低。顯示器4采用IXD液晶顯示器，如MDLS16位*2行帶背光字符型液晶顯示器，與單片機3的第一信號輸出端連接，具有字符顯示清晰、屏幕顯示格式可靈活編程、耗電低等特點。控制單元5包括I/O擴展接口 51、充電控制模塊52a和放電控制模塊53a，充電控制模塊52a輸入端通過I/O擴展接口 51與單片機3第二輸出端連接,輸出端與太陽能電池52b連接；放電控制模塊53a輸入端通過I/O擴展接口 51與單片機3第二輸出端連接，輸出端與負(fù)載53b連接。充電控制模塊52a主要確保蓄電池充電，并根據(jù)蓄電池端的電壓變化趨勢調(diào)整充電電流，保證蓄電池安全可靠的工作；放電控制模塊53a主要作用在蓄電池發(fā)生過放電時，自動切斷負(fù)載，以保護蓄電池。為了適應(yīng)偏遠(yuǎn)地區(qū)的工作需求，本控制器還設(shè)置了串行通信接口 7，如RS232異步串行通信接口，由該接口將采集獲得的數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C。此外，為了使本控制器具備實時監(jiān)測報警功能，還設(shè)置了語音報警器8，將該語音報警器8與單片機3能夠使維修人員能夠及時發(fā)現(xiàn)故障，方便監(jiān)測和維護。本基于PIC的智能型太陽能控制器可快速實時采集光伏系統(tǒng)當(dāng)前的工作狀態(tài)，并選擇合適的PWM脈沖信號的占空比，從而對蓄電池實現(xiàn)不同幅值的恒壓充電；同時可以對蓄電池起到保護作用，達(dá)到很好的的充電效果。又可詳細(xì)積累光伏系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)，為評估光伏系統(tǒng)設(shè)計的合理性及檢驗系統(tǒng)部件質(zhì)量的可靠性提供準(zhǔn)確而充分的依據(jù)。此外，該控制器還具有串行通信數(shù)據(jù)傳輸功能，可將多個光伏系統(tǒng)子站進(jìn)行集中管理和遠(yuǎn)距離控制。本文中所描述的具體實施例僅僅是對本實用新型精神作舉例說明。本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對 所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本實用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
權(quán)利要求1.一種基于Pic的智能型太陽能控制器，其特征在于:包括用于采集蓄電池電壓和負(fù)載電流電流以及環(huán)境溫度信號的信號采集單元、用于設(shè)定參數(shù)和參數(shù)選擇的鍵盤、用于對采集的信號進(jìn)行處理的單片機、用于顯示處理結(jié)果以及提供查詢界面的顯示器、用于根據(jù)單片機的處理結(jié)果對蓄電池充放電進(jìn)行控制的控制單元、開關(guān)電源以及用于和主站之間進(jìn)行遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇型ㄐ沤涌?，所述信號采集單元與單片機的第一信號輸入端連接，所述鍵盤與單片機的第二信號輸入端連接，所述開關(guān)電源與單片機的第三信號輸入端連接，所述顯示器與單片機的第一信號輸出端連接，所述控制單元與單片機的第二信號輸出端連接，所述串行通信接口與單片機的第三信號輸出端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于PIC的智能型太陽能控制器，其特征在于，還包括用于在控制器發(fā)生故障時進(jìn)行報警的語音報警器，所述語音報警器與單片機的第四輸出端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于PIC的智能型太陽能控制器，其特征在于，所述單片機為內(nèi)置EEPROM、RAM、I/O接口的PIC單片機。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于PIC的智能型太陽能控制器，其特征在于，所述信號采集單元包括電壓檢測元件、電流檢測元件、溫度傳感器、信號調(diào)理電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，所述電壓檢測元件、電流檢測元件和溫度傳感器均與信號調(diào)理電路輸入端連接，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路與信號調(diào)理電路輸出端連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于PIC的智能型太陽能控制器，其特征在于，所述鍵盤為4*4矩陣鍵盤。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于PIC的智能型太陽能控制器，其特征在于，所述顯示器為LCD液晶顯示器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于PIC的智能型太陽能控制器，其特征在于，所述控制單元包括充電控制模塊 和放電控制模塊；所述充電控制模塊輸入端通過I/o擴展接口與單片機第二輸出端連接，輸出端與太陽能電池方陣連接；所述放電控制模塊輸入端通過I/o擴展接口與單片機第二輸出端連接，輸出端與負(fù)載連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于PIC的智能型太陽能控制器，其特征在于，所述串行通信接口為RS232異步串行通信接口。
專利摘要本實用新型提供了一種基于PIC的智能型太陽能控制器，屬于太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域。它解決了現(xiàn)有技術(shù)中充電效率低、智能化程度低的問題。本控制器包括信號采集單元、鍵盤、單片機、顯示器、控制單元、開關(guān)電源以及串行通信接口，信號采集單元與單片機的第一信號輸入端連接，鍵盤與單片機的第二信號輸入端連接，開關(guān)電源與單片機的第三信號輸入端連接，顯示器與單片機的第一信號輸出端連接，控制單元與單片機的第二信號輸出端連接，串行通信接口與單片機的第三信號輸出端連接。該控制器能夠使太陽能光伏系統(tǒng)的充電效率得到提高，并且具有數(shù)據(jù)檢測、查詢、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸?shù)裙δ?，智能化程度高?br> 文檔編號H02J7/00GK203135509SQ20132011677
公開日2013年8月14日 申請日期2013年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月14日
發(fā)明者田立武, 沈曉萍 申請人:嘉興職業(yè)技術(shù)學(xué)院