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）

0 引言

随着地球环境污染和能源形势日趋严峻，太阳能的成为一种无公害、储量无穷的自然能量，本文针对光伏发电系统，利用LabVIEW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，此控制系统结构清晰，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：

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LabVIEW图形化的编程语言对单片机发送的数据进行处理［2］。

图1 太阳能发电数字跟踪系统的结构框图Fig.1 Solar energy generation digital tracking control system structural block diagram

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 200bps。

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

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.消除发送 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］。

图2 串口通讯接口电路Fig.2 Serial interface communication joint port circuit

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：

CLK EQU P3.4

CS EQU P3.2

DI EQU P3.6

DO EQU P3.7

X＿AD＿DATA DATA 30H

Y＿AD＿DATA DATA 30H＋1

……

3 LabVIEW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 LabVIEW串口通讯前面板设计

LabVIEW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Fig.3 LabVIEW front plate interface design

图4 一档发动机制动的控制Fig.4 First shift engine brake control

3.2 LabVIEW串口通讯程序流程图设计

LabVIEW串口通讯程序流程图部分设计如图4所示：

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。

6 结论

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［N］.新能源.1995.17（2）：9－12.

［2］ 严一平，虚拟仪器设备的总线技术［N］.上海计量测试，2006.

［3］ LabVIEW 8.0User Manual，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［C］.现代电子技术.2007，24（5）：102－104.