基于RS485通信的光伏發電實時監測系統設計

RS485轉 RS232接口電路主要包括了電源、RS232電平轉換、Rs485電路3部分。本電路的RS232電平轉換電路采用了MAX232集成電路，RS485電路采用了MAX488集成電路。為使用方便，電源部分設計成無源方式，整個電路的供電直接從PC機的RS232接口中的DTR(4腳)和RTS(7腳)獲取。PC串口每根線可以提供大約9 mA的電流，因此2根線提供的電流足夠滿足這個電路的使用要求。使用本電路需注意PC程序必須使串口的DTR和RTS輸出高電平，經過D3穩壓后得到VCC，經過實際測試，VCC電壓大約在4．7 V左右。其電路圖如圖4所示。

3 軟件設計

3．1 單片機程序設計

下位機程序完成A/D轉換和通信收發的功能，串口接收采用中斷方式．為方便上位機識別數據以及減少錯誤率，發送時加上前后校驗碼。照度、溫度、電壓、電流4類數據分別采用不同的前后校驗碼。在主程序中，A/D轉換完成后，將數據處理后并儲存，緊接著查看上位機發送回來的信息，將指定類型數據發送給上位機。

3．2 上位機程序設計

上位機主要是完成3項任務：與下位機的通信；將下位機發送回來的數據進行處理及存儲：設計一個顯示界面。把數據變化情況以圖表形式顯示出來。

程序采用LabVIEW軟件平臺進行編寫，LabVIEW是當下最流行的圖形化編程開發軟件，利用它可以大量使用圖表、菜單、圖形等可視化工具，使系統具有豐富、靈活的畫面和圖表顯示功能。

LabVIEW通過VISA與串行接口儀器通信。VISA是應用于儀器編程的標準I/O應用程序接口(API)，它本身并不具有儀器編程能力，而是為用戶提供了一套獨立的可方便調用的標準I/O底層函數。利用hbVIEW中的VISA函數，可實現上位機與單片機之間的通信。通過LabVIEW平臺內豐富的底層函數，可進行高速精確的數據處理。其設計分為前面板和后面板，前面板為可視化的用戶界面，而后面板就是支撐系統運行的程序，并且采用圖形化的編程，數據的傳輸通過各函數之間的連線實現。

在前面板設立5個波形圖表控件，分別用于顯示照度、溫度、電流、電壓、功率5類數據信息的實時變化情況，若干數值顯示控件用于顯示各數據的平均值及發電量總值。

后面板串口通信利用LabVIEW中的VISA配置串口函數、VISA寫入函數、VISA讀取函數可完成對串口的配置及串口收發。VISA關閉函數用于關閉VISA資源名稱指定的串口會話句柄或事件對象。是一個串口接收和發送的子VI，上位機可以向單片機發送命令及接受單片機發送回來的 數據。

主程序采用平鋪式順序結構，先利用子VI生成5個電子表格文件以保存當天的數據，然后在循環結構下，調用串口收發子VI為每類數據分別發送獲取指令，讓下位機把相應數據發送過來。接收數據后，比對前后校驗碼，若有誤則重新發送，若正確則獲取數據碼進行數據處理。數據處理包括將數據還原、存人相應表格文件以及送人波形圖表控件進行顯示。

此外。設計子VI從各電子表格文件中獲取儲存的累計數據．則可計算各類數據的平均值以及總發電量，便可得到光伏發電系統的發電信息。在LabVIEW中可自行設立用戶菜單，程序運行時操作用戶菜單，可方便用戶設置串VI參數及查看歷史數據。

4 結語

經系統實際運行測試。系統可穩定地監測到各類參數的變化情況。各類參數的平均值和總發電量通過儲存的累計數據得到，并通過控件顯示。整個系統可完成數據的采集、處理、儲存、統計、顯示等功能，實現對光伏發電系統的監測目的。將系統運用到光伏發電領域中，能夠供電站工作人員實時了解電站的環境情況及發電信息，還可對歷史數據進行統計分析。通過監測界面能夠及時有效地發現電站運行故障。以實現系統檢修及有針對性地進行維護，提高光伏運行效率。