基于LabVIEW的太陽(yáng)能發(fā)電數(shù)字跟蹤系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

秦沖

（三門峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 三門峽 472000）

隨著地球的環(huán)境污染和能源形勢(shì)日趨嚴(yán)峻，太陽(yáng)能成為了一種無(wú)公害、儲(chǔ)量無(wú)窮的自然能量。本文針對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)，利用Lab VIEW 圖形化的編程語(yǔ)言，對(duì)單片機(jī)與PC 機(jī)之間的通訊進(jìn)行了設(shè)計(jì)[1]，開(kāi)發(fā)出一種太陽(yáng)能發(fā)電板雙軸自動(dòng)跟蹤控制系統(tǒng)，整個(gè)程序界面友好，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰，便于擴(kuò)展和維護(hù)，能實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電數(shù)字跟蹤系統(tǒng)的監(jiān)控。

經(jīng)模擬試驗(yàn)驗(yàn)證，整個(gè)系統(tǒng)配置合理，操作方便，易于擴(kuò)展，可靠性好，通用性強(qiáng)。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)主要有傳感器辨向裝置，數(shù)字跟隨裝置和監(jiān)控部分構(gòu)成。總體框圖如圖1 所示。

圖1 太陽(yáng)能發(fā)電數(shù)字跟蹤系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖

其中傳感器辨向裝置，包括傳感器電路、A/D 轉(zhuǎn)換、STC89C51 單片機(jī)和電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)電路。數(shù)字跟隨裝置由STC89C51 和電機(jī)驅(qū)動(dòng)組成。PC 機(jī)監(jiān)控，主要使用Lab VIEW 圖形化的編程語(yǔ)言，對(duì)單片機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理[2]。

2 單片機(jī)串口通訊設(shè)計(jì)

2.1 通訊協(xié)議約定

（1）單片機(jī)工作于串口方式1，上位機(jī)利用COM1 口，根據(jù)STC89C51 串口。

（2）波特率：1 200 bps。

（3）握手信號(hào)：?jiǎn)纹瑱C(jī)向PC 機(jī)發(fā)送采集到的數(shù)據(jù)時(shí)，其格式00XXFFXX，00 表示水平方向，緊跟其后的兩位，是傳感器1 采集到的數(shù)據(jù)[3]；FF 表示垂直方向，緊跟其后的兩位是傳感器2 采集到的數(shù)據(jù)。

2.2 串口通訊接口電路

串口通訊接口電路圖如圖2 所示。

圖2 串口通訊接口電路

其引腳定義如下：

（1）載波檢測(cè)；

（2）接收數(shù)據(jù)；

（3）發(fā)送數(shù)據(jù)；

（4）數(shù)據(jù)終端就緒；

（5）信號(hào)地；

（6）數(shù)據(jù)裝置就緒；

（7）請(qǐng)求發(fā)送；

（8）清除發(fā)送；

（9）振鈴指示。

本系統(tǒng)僅利用其（2）、（3）和（5）口，連接方式為：?jiǎn)纹瑱C(jī)的數(shù)據(jù)發(fā)送端TXD 接MAX232 的TIin，經(jīng)電平轉(zhuǎn)換后，由TIout 送到DB9 的接收數(shù)據(jù)端口（2），DB9 的數(shù)據(jù)發(fā)送端（3）接至MAX232 的RIin，經(jīng)電平轉(zhuǎn)換后，由RIout 送到單片機(jī)的接收數(shù)據(jù)端口RXD[4]。

2.3 串口通訊程序設(shè)計(jì)

根據(jù)前面的規(guī)定，使用匯編語(yǔ)言編寫的串口通訊的程序部分如下：

3 Lab VIEW 串口通訊程序設(shè)計(jì)

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本設(shè)計(jì)由RS-232 串行口，來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸。

3.1 Lab VIEW 串口通訊前面板設(shè)計(jì)

Lab VIEW 監(jiān)控軟件的前面板界面設(shè)計(jì)如圖3。

圖3 LabVIEW 前面板界面設(shè)計(jì)

3.2 Lab VIEW 串口通訊程序流程圖設(shè)計(jì)

Lab VIEW 串口通訊程序流程圖部分設(shè)計(jì)如圖4所示。

圖4 Lab VIEW 串口通訊程序部分流程圖

其處理過(guò)程為：

開(kāi)始執(zhí)行→接收數(shù)據(jù)（為字符串）→將字符串轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)組→提取有用數(shù)據(jù)→將有用數(shù)據(jù)換算成方位值→顯示→保存記錄→結(jié)束。

當(dāng)然，還可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行其他操作，如清空、發(fā)送數(shù)據(jù)等。要想可執(zhí)行文件脫離開(kāi)發(fā)平臺(tái)，還需要在“安裝”選項(xiàng)中選中“創(chuàng)立安裝”，選擇相應(yīng)的生成目錄，點(diǎn)“建立”即可。

4 結(jié)束語(yǔ)

本系統(tǒng)PC 機(jī)采用虛擬儀器LABVIEW 語(yǔ)言編程，程序結(jié)構(gòu)清晰，前面板界面非常友好，使得操作者在使用該軟件時(shí)就像是在操作一臺(tái)實(shí)際的控制儀器一樣。測(cè)試結(jié)果表明數(shù)據(jù)的上傳準(zhǔn)確無(wú)誤，系統(tǒng)功能獨(dú)立，配置合理，具有響應(yīng)速度快，操作簡(jiǎn)便，工作可靠等特點(diǎn)。

[1]陸 均，等. 太陽(yáng)能發(fā)電地面應(yīng)用的前景及發(fā)展方向[J]. 新能源.1995，17(2)：9-12．

[2]嚴(yán)一平.虛擬儀器設(shè)備的總線技術(shù)[J].上海計(jì)量測(cè)試，2002，（03）:13-15.

[3] Austin, Tex. LabVIEW 8.0 User Manual [K]. USA: National Instruments Corporation,2006．

[4]陳鐵軍，謝春萍.PC 機(jī)與RS485 總線多機(jī)串行通信的軟硬件設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2007，5（24）：102-104.