專利名稱：一種基于pic的智能型太陽(yáng)能控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于太陽(yáng)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(yáng)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(dòng)范圍擴(kuò)大，這對(duì)能源的需求量隨之放大。世界能源問(wèn)題突現(xiàn)，各國(guó)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(lái)，我國(guó)重視太陽(yáng)能、生物能等新能源方面的開發(fā)與利用。相對(duì)火電、水電和核電的各自的缺點(diǎn)，太陽(yáng)能發(fā)電的兩優(yōu)勢(shì)比較明顯。一是蘊(yùn)藏豐富不會(huì)枯竭；二是安全干凈，不會(huì)有危險(xiǎn)和破壞環(huán)境。同時(shí)太陽(yáng)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(yáng)能的應(yīng)用得以推廣。重點(diǎn)在小型太陽(yáng)能電站、大型并網(wǎng)電站、建筑光伏玻璃幕墻、太陽(yáng)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(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用過(guò)程中，充電效率的提高，系統(tǒng)壽命的延長(zhǎng)主要在于控制器的性能優(yōu)劣。太陽(yáng)能控制器是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，其主要完成對(duì)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(diǎn)附近，以獲得最高效率，以及過(guò)充、過(guò)放等情況出現(xiàn)時(shí)的保護(hù)。但是在現(xiàn)有技術(shù)中，太陽(yáng)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(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問(wèn)題，提出了種基于PIC的智能型太陽(yáng)能控制器，該控制器能夠是太陽(yáng)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(guò)下列技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):一種基于PIC的智能型太陽(yáng)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(hào)的信號(hào)采集單元、用于設(shè)定參數(shù)和參數(shù)選擇的鍵盤、用于對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行處理的單片機(jī)、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(jī)的處理結(jié)果對(duì)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?hào)采集單元與單片機(jī)的第一信號(hào)輸入端連接，所述鍵盤與單片機(jī)的第二信號(hào)輸入端連接，所述開關(guān)電源與單片機(jī)的第三信號(hào)輸入端連接，所述顯示器與單片機(jī)的第一信號(hào)輸出端連接，所述控制單元與單片機(jī)的第二信號(hào)輸出端連接，所述串行通信接口與單片機(jī)的第三信號(hào)輸出端連接。在上述的一種基于PIC的智能型太陽(yáng)能控制器中，還包括用于在控制器發(fā)生故障時(shí)進(jìn)行報(bào)警的語(yǔ)音報(bào)警器，所述語(yǔ)音報(bào)警器與單片機(jī)的第四輸出端連接。在上述的一種基于PIC的智能型太陽(yáng)能控制器中，所述單片機(jī)為內(nèi)置EEPR0M、RAM、I/O接口的PIC單片機(jī)。在上述的一種基于PIC的智能型太陽(yáng)能控制器中，所述信號(hào)采集單元包括電壓檢測(cè)元件、電流檢測(cè)元件、溫度傳感器、信號(hào)調(diào)理電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，所述電壓檢測(cè)元件、電流檢測(cè)元件和溫度傳感器均與信號(hào)調(diào)理電路輸入端連接，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路與信號(hào)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(yáng)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(yáng)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(yáng)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(guò)I/o擴(kuò)展接口與單片機(jī)第二輸出端連接，輸出端與太陽(yáng)能電池連接。所述放電控制模塊輸入端通過(guò)I/o擴(kuò)展接口與單片機(jī)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(yáng)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(shí)用新型的有益效果在于:采用動(dòng)態(tài)跟蹤技術(shù)，單片機(jī)通過(guò)信號(hào)采集單元循環(huán)檢測(cè)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(guò)控制單元選擇合適的PWM脈沖信號(hào)的占空t匕，從而對(duì)蓄電池實(shí)現(xiàn)不同幅值的恒壓充電；同時(shí)可以對(duì)蓄電池起到保護(hù)作用，達(dá)到很好的的充電效果。

圖1為本實(shí)用新型的原理框圖。圖中，1、信號(hào)采集單元；11、電壓檢測(cè)元件；12、電流檢測(cè)元件；13、溫度傳感器；14、信號(hào)調(diào)理電路；15、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；2、鍵盤；3、單片機(jī)；4、顯示器；5、控制單元；51、I/O擴(kuò)展接口 ；52a、 充電控制模塊；52b、太陽(yáng)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(yǔ)音報(bào)警器。
具體實(shí)施方式
以下是本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本實(shí)用新型并不限于這些實(shí)施例。如圖1所示，一種基于PIC的智能型太陽(yáng)能控制器，包括信號(hào)采集單元1、鍵盤2、單片機(jī)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(yǔ)音報(bào)警器8。其中，信號(hào)采集單元I的信號(hào)輸出端與單片機(jī)3的第一信號(hào)輸入端連接，包電壓檢測(cè)元件11、電流檢測(cè)元件12、溫度傳感器13、信號(hào)調(diào)理電路14和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路15，電壓檢測(cè)元件11、電流檢測(cè)元件12和溫度傳感器13均與信號(hào)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(hào)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(jī)3連接。鍵盤2為4*4矩陣鍵盤，與單片機(jī)3第二信號(hào)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(chǔ)的歷史數(shù)據(jù)和控制設(shè)置參數(shù)較多的要求，通過(guò)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(jì)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(jī)3采用PIC單片機(jī)(Peripheral Interface Controller),利用其資源豐富、突出的特點(diǎn):1/0 口具有20mA的驅(qū)動(dòng)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(shí)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(jī)3的第一信號(hào)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(diǎn)?？刂茊卧?包括I/O擴(kuò)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(guò)I/O擴(kuò)展接口 51與單片機(jī)3第二輸出端連接,輸出端與太陽(yáng)能電池52b連接；放電控制模塊53a輸入端通過(guò)I/O擴(kuò)展接口 51與單片機(jī)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(shì)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(guò)放電時(shí)，自動(dòng)切斷負(fù)載，以保護(hù)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(jī)。此外，為了使本控制器具備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)報(bào)警功能，還設(shè)置了語(yǔ)音報(bào)警器8，將該語(yǔ)音報(bào)警器8與單片機(jī)3能夠使維修人員能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，方便監(jiān)測(cè)和維護(hù)。本基于PIC的智能型太陽(yáng)能控制器可快速實(shí)時(shí)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(hào)的占空比，從而對(duì)蓄電池實(shí)現(xiàn)不同幅值的恒壓充電；同時(shí)可以對(duì)蓄電池起到保護(hù)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(píng)估光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性及檢驗(yàn)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(gè)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(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型精神作舉例說(shuō)明。本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì) 所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本實(shí)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(yáng)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(hào)的信號(hào)采集單元、用于設(shè)定參數(shù)和參數(shù)選擇的鍵盤、用于對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行處理的單片機(jī)、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(jī)的處理結(jié)果對(duì)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?hào)采集單元與單片機(jī)的第一信號(hào)輸入端連接，所述鍵盤與單片機(jī)的第二信號(hào)輸入端連接，所述開關(guān)電源與單片機(jī)的第三信號(hào)輸入端連接，所述顯示器與單片機(jī)的第一信號(hào)輸出端連接，所述控制單元與單片機(jī)的第二信號(hào)輸出端連接，所述串行通信接口與單片機(jī)的第三信號(hào)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(yáng)能控制器，其特征在于，還包括用于在控制器發(fā)生故障時(shí)進(jìn)行報(bào)警的語(yǔ)音報(bào)警器，所述語(yǔ)音報(bào)警器與單片機(jī)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(yáng)能控制器，其特征在于，所述單片機(jī)為內(nèi)置EEPROM、RAM、I/O接口的PIC單片機(jī)。
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(yáng)能控制器，其特征在于，所述信號(hào)采集單元包括電壓檢測(cè)元件、電流檢測(cè)元件、溫度傳感器、信號(hào)調(diào)理電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，所述電壓檢測(cè)元件、電流檢測(cè)元件和溫度傳感器均與信號(hào)調(diào)理電路輸入端連接，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路與信號(hào)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(yáng)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(yáng)能控制器，其特征在于，所述顯示器為L(zhǎng)CD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(yáng)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(guò)I/o擴(kuò)展接口與單片機(jī)第二輸出端連接，輸出端與太陽(yáng)能電池方陣連接；所述放電控制模塊輸入端通過(guò)I/o擴(kuò)展接口與單片機(jī)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(yáng)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(shí)用新型提供了一種基于PIC的智能型太陽(yáng)能控制器，屬于太陽(yáng)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(wèn)題。本控制器包括信號(hào)采集單元、鍵盤、單片機(jī)、顯示器、控制單元、開關(guān)電源以及串行通信接口，信號(hào)采集單元與單片機(jī)的第一信號(hào)輸入端連接，鍵盤與單片機(jī)的第二信號(hào)輸入端連接，開關(guān)電源與單片機(jī)的第三信號(hào)輸入端連接，顯示器與單片機(jī)的第一信號(hào)輸出端連接，控制單元與單片機(jī)的第二信號(hào)輸出端連接，串行通信接口與單片機(jī)的第三信號(hào)輸出端連接。該控制器能夠使太陽(yáng)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(cè)、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(hào)H02J7/00GK203135509SQ20132011677
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)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(qǐng)人:嘉興職業(yè)技術(shù)學(xué)院