風(fēng)光互補(bǔ)基站電源監(jiān)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用

劉興肇

【摘要】 通訊行業(yè)的迅猛發(fā)展，通信基站數(shù)量與日俱增。為進(jìn)一步滿(mǎn)足通訊基站能夠在復(fù)雜環(huán)境下保證良好的運(yùn)行狀況，需要積極探索對(duì)風(fēng)光互補(bǔ)基站電源監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)發(fā)與運(yùn)用途徑，在確保硬件與軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)方面的作用下，支撐風(fēng)光互補(bǔ)基站電源監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，滿(mǎn)足開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)要求。

【關(guān)鍵詞】 風(fēng)光互補(bǔ) 基站電源 單片機(jī) 監(jiān)控系統(tǒng)

前言：依據(jù)通信行業(yè)風(fēng)光互補(bǔ)電源的可靠性，為充分的應(yīng)對(duì)無(wú)人值守的要求，在此次研究的過(guò)程中，將湖南華軟科技有限公司通信基站的建設(shè)工程作為研究背景，進(jìn)而對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)，構(gòu)建全面的計(jì)算機(jī)監(jiān)控體系，進(jìn)而滿(mǎn)足電源的監(jiān)控要求。

一、風(fēng)光互補(bǔ)基站電源監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

風(fēng)光互補(bǔ)基站電源的構(gòu)成分析可以發(fā)現(xiàn)，其主要包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、太陽(yáng)能光伏電池組、控制組、蓄電池以及負(fù)載等。而為保證整個(gè)風(fēng)光互補(bǔ)基站電源穩(wěn)定運(yùn)行，需要對(duì)基站電源監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)，避免由于出現(xiàn)過(guò)載造成的風(fēng)險(xiǎn)因素。

同時(shí)，針對(duì)風(fēng)電互補(bǔ)基站電源監(jiān)控系統(tǒng)，重視的內(nèi)容應(yīng)該是依據(jù)日照強(qiáng)度要求與指標(biāo)，在風(fēng)力大小及負(fù)載不斷變化的情況下對(duì)蓄電池組的工作狀態(tài)進(jìn)行切換與調(diào)解，電力充足情況下，需要將部分電力提供給負(fù)載，剩余電量存入蓄電池當(dāng)中。一旦發(fā)電不足時(shí)，蓄電池組發(fā)揮供電作用，維護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

受到浮電池自身特性的影響，由于風(fēng)能與太陽(yáng)能極不穩(wěn)定，用電負(fù)載的變動(dòng)通常會(huì)造成蓄電池供電并不規(guī)律，運(yùn)用狀況與充放電狀態(tài)不利，造成供電系統(tǒng)處于癱瘓狀態(tài)。風(fēng)光互補(bǔ)基站電源監(jiān)控系統(tǒng)的有效運(yùn)用，包括MCU監(jiān)控層與上位機(jī)管理層，底層包括單片機(jī)監(jiān)控級(jí)，負(fù)責(zé)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)設(shè)定，滿(mǎn)足基站無(wú)人值守的問(wèn)題[1]。上層屬于PC機(jī)，對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行集中處理與發(fā)送指令，實(shí)現(xiàn)信息中轉(zhuǎn)與調(diào)整。

二、風(fēng)光互補(bǔ)基站電源監(jiān)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用

風(fēng)光互補(bǔ)基站電源監(jiān)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，得益于硬件與軟件開(kāi)發(fā)兩部分。系統(tǒng)管理層功能，主要通過(guò)VB軟件開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)，監(jiān)控層則以單片機(jī)作為主導(dǎo)，進(jìn)而滿(mǎn)足監(jiān)控需求，通過(guò)硬件與軟件結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)功能。

2.1硬件設(shè)計(jì)

電源監(jiān)控系統(tǒng)硬件構(gòu)成，主要是將主控制單位作為整個(gè)硬件核心，進(jìn)而通過(guò)外圍輔助電路滿(mǎn)足擴(kuò)展功能基礎(chǔ)基本要求。主控制電源單片機(jī)STD12C5412AD芯片構(gòu)成。而整個(gè)電源監(jiān)控系統(tǒng)由主控制單元、開(kāi)關(guān)電源、電壓測(cè)量、按鍵輸入、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、液晶顯示、溫度傳感器以及繼電器輸入等構(gòu)成。

風(fēng)光互補(bǔ)基站電源監(jiān)控系統(tǒng)的電壓輸入量保持在0-300V的范圍內(nèi)，想要輸入電壓檢測(cè)則需要保護(hù)電路調(diào)理，將直流量電壓轉(zhuǎn)變?yōu)?-4.5V范圍內(nèi)的電壓量，進(jìn)而單片機(jī)運(yùn)用隔離電路A/D轉(zhuǎn)變輸入電壓。進(jìn)而對(duì)管隔離電路傳送到主控制電源進(jìn)行處理，得出0-300V電壓范圍內(nèi)，A/D芯片電壓分辨率為0.075V[2]。硬件系統(tǒng)當(dāng)中的鍵盤(pán)采取獨(dú)立按鍵的方式，顯示器采用液晶顯示模塊。監(jiān)控系統(tǒng)的工作參數(shù)指標(biāo)可通過(guò)RS485總線傳輸與控制，各繼電器與傳感器狀態(tài)最終在顯示器上得以顯示。

2.2軟件設(shè)計(jì)

在進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)的過(guò)程中，電源監(jiān)控系統(tǒng)主要采用模塊化的監(jiān)控程序結(jié)構(gòu)，包括主程序模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、按鍵處理模塊、顯示刷新模塊以及子系統(tǒng)程序與通信模塊。

上電開(kāi)始，系統(tǒng)進(jìn)入初始化，數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)工作對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)及參數(shù)進(jìn)行采集，在確定信號(hào)類(lèi)型完成之后，依據(jù)參數(shù)樣值得出具體結(jié)果，將運(yùn)算結(jié)果基于RS485借口傳輸?shù)缴蠈佑?jì)算機(jī)[3]。

按鍵功能模塊主要對(duì)人機(jī)交互方式進(jìn)行革新，人工操作狀態(tài)下對(duì)各項(xiàng)參數(shù)與相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行衡量，滿(mǎn)足查詢(xún)與控制參數(shù)要求。

控制子系統(tǒng)作為重要的程序，承擔(dān)著風(fēng)光互補(bǔ)基站電源監(jiān)控系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的任務(wù)，是軟件開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。該控制子系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電壓監(jiān)控、電路電壓參數(shù)設(shè)置、溫度監(jiān)控設(shè)置以及發(fā)電機(jī)組時(shí)間監(jiān)控等內(nèi)容，維持整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

在設(shè)置完成之后，通信子系統(tǒng)主要是對(duì)單片機(jī)向上層計(jì)算機(jī)發(fā)送具體數(shù)據(jù)，對(duì)上層控制指令進(jìn)行分析，得出回復(fù)與響應(yīng)機(jī)制。一旦單片機(jī)能夠接收到通信指令，則會(huì)執(zhí)行中斷子程序操作，滿(mǎn)足監(jiān)控要求。

三、結(jié)論

綜上所述，在該系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行具體采集，得出日照充足狀態(tài)下，該監(jiān)控系統(tǒng)能夠有效的控制蓄電池不過(guò)充電，在日照與風(fēng)力不利狀況下，執(zhí)行與分析用電需求，對(duì)風(fēng)機(jī)與空調(diào)進(jìn)行自動(dòng)切換。應(yīng)用效果良好，證明此次研究具備實(shí)效性。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]李方健.基于MCU的通信基站電源監(jiān)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)[J].電源技術(shù)，2015，2（02）：421-422.

[2]李哲，劉澄，侯佳佳，等.邊遠(yuǎn)通信基站風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)[J].電力信息化，2013，11（02）：1-4.

[3]馬也騁，程超.風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)在通信基站的使用及其效果分析[J].通信電源技術(shù)，2013，10（06）：55-57.