基于LabVIEW的太阳能发电数字跟踪系统软件设计

秦冲

（三门峡职业技术学院，河南 三门峡 472000）

随着地球的环境污染和能源形势日趋严峻，太阳能成为了一种无公害、储量无穷的自然能量。本文针对光伏发电系统，利用Lab VIEW 图形化的编程语言，对单片机与PC 机之间的通讯进行了设计[1]，开发出一种太阳能发电板双轴自动跟踪控制系统，整个程序界面友好，控制系统结构清晰，便于扩展和维护，能实现对太阳能发电数字跟踪系统的监控。

经模拟试验验证，整个系统配置合理，操作方便，易于扩展，可靠性好，通用性强。

1 系统总体设计

该系统主要有传感器辨向装置，数字跟随装置和监控部分构成。总体框图如图1 所示。

图1 太阳能发电数字跟踪系统的结构框图

其中传感器辨向装置，包括传感器电路、A/D 转换、STC89C51 单片机和电机及其驱动电路。数字跟随装置由STC89C51 和电机驱动组成。PC 机监控，主要使用Lab VIEW 图形化的编程语言，对单片机发送的数据进行处理[2]。

2 单片机串口通讯设计

2.1 通讯协议约定

（1）单片机工作于串口方式1，上位机利用COM1 口，根据STC89C51 串口。

（2）波特率：1 200 bps。

（3）握手信号：单片机向PC 机发送采集到的数据时，其格式00XXFFXX，00 表示水平方向，紧跟其后的两位，是传感器1 采集到的数据[3]；FF 表示垂直方向，紧跟其后的两位是传感器2 采集到的数据。

2.2 串口通讯接口电路

串口通讯接口电路图如图2 所示。

图2 串口通讯接口电路

其引脚定义如下：

（1）载波检测；

（2）接收数据；

（3）发送数据；

（4）数据终端就绪；

（5）信号地；

（6）数据装置就绪；

（7）请求发送；

（8）清除发送；

（9）振铃指示。

本系统仅利用其（2）、（3）和（5）口，连接方式为：单片机的数据发送端TXD 接MAX232 的TIin，经电平转换后，由TIout 送到DB9 的接收数据端口（2），DB9 的数据发送端（3）接至MAX232 的RIin，经电平转换后，由RIout 送到单片机的接收数据端口RXD[4]。

2.3 串口通讯程序设计

根据前面的规定，使用汇编语言编写的串口通讯的程序部分如下：

3 Lab VIEW 串口通讯程序设计

根据设计要求，本设计由RS-232 串行口，来实现计算机之间的数据传输。

3.1 Lab VIEW 串口通讯前面板设计

Lab VIEW 监控软件的前面板界面设计如图3。

图3 LabVIEW 前面板界面设计

3.2 Lab VIEW 串口通讯程序流程图设计

Lab VIEW 串口通讯程序流程图部分设计如图4所示。

图4 Lab VIEW 串口通讯程序部分流程图

其处理过程为：

开始执行→接收数据（为字符串）→将字符串转换成十进制数组→提取有用数据→将有用数据换算成方位值→显示→保存记录→结束。

当然，还可以对数据进行其他操作，如清空、发送数据等。要想可执行文件脱离开发平台，还需要在“安装”选项中选中“创立安装”，选择相应的生成目录，点“建立”即可。

4 结束语

本系统PC 机采用虚拟仪器LABVIEW 语言编程，程序结构清晰，前面板界面非常友好，使得操作者在使用该软件时就像是在操作一台实际的控制仪器一样。测试结果表明数据的上传准确无误，系统功能独立，配置合理，具有响应速度快，操作简便，工作可靠等特点。

[1]陆 均，等. 太阳能发电地面应用的前景及发展方向[J]. 新能源.1995，17(2)：9-12．

[2]严一平.虚拟仪器设备的总线技术[J].上海计量测试，2002，（03）:13-15.

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

[4]陈铁军，谢春萍.PC 机与RS485 总线多机串行通信的软硬件设计[J].现代电子技术，2007，5（24）：102-104.