基于LabVIEW的太陽能發電數字跟蹤系統軟件設計

秦沖

（三門峽職業技術學院，河南 三門峽 472000）

隨著地球的環境污染和能源形勢日趨嚴峻，太陽能成為了一種無公害、儲量無窮的自然能量。本文針對光伏發電系統，利用Lab VIEW 圖形化的編程語言，對單片機與PC 機之間的通訊進行了設計[1]，開發出一種太陽能發電板雙軸自動跟蹤控制系統，整個程序界面友好，控制系統結構清晰，便于擴展和維護，能實現對太陽能發電數字跟蹤系統的監控。

經模擬試驗驗證，整個系統配置合理，操作方便，易于擴展，可靠性好，通用性強。

1 系統總體設計

該系統主要有傳感器辨向裝置，數字跟隨裝置和監控部分構成。總體框圖如圖1 所示。

圖1 太陽能發電數字跟蹤系統的結構框圖

其中傳感器辨向裝置，包括傳感器電路、A/D 轉換、STC89C51 單片機和電機及其驅動電路。數字跟隨裝置由STC89C51 和電機驅動組成。PC 機監控，主要使用Lab VIEW 圖形化的編程語言，對單片機發送的數據進行處理[2]。

2 單片機串口通訊設計

2.1 通訊協議約定

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

（2）波特率：1 200 bps。

（3）握手信號：單片機向PC 機發送采集到的數據時，其格式00XXFFXX，00 表示水平方向，緊跟其后的兩位，是傳感器1 采集到的數據[3]；FF 表示垂直方向，緊跟其后的兩位是傳感器2 采集到的數據。

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；

（2）接收數據；

（3）發送數據；

（4）數據終端就緒；

（5）信號地；

（6）數據裝置就緒；

（7）請求發送；

（8）清除發送；

（9）振鈴指示。

本系統僅利用其（2）、（3）和（5）口，連接方式為：單片機的數據發送端TXD 接MAX232 的TIin，經電平轉換后，由TIout 送到DB9 的接收數據端口（2），DB9 的數據發送端（3）接至MAX232 的RIin，經電平轉換后，由RIout 送到單片機的接收數據端口RXD[4]。

2.3 串口通訊程序設計

根據前面的規定，使用匯編語言編寫的串口通訊的程序部分如下：

3 Lab VIEW 串口通訊程序設計

根據設計要求，本設計由RS-232 串行口，來實現計算機之間的數據傳輸。

3.1 Lab VIEW 串口通訊前面板設計

Lab VIEW 監控軟件的前面板界面設計如圖3。

圖3 LabVIEW 前面板界面設計

3.2 Lab VIEW 串口通訊程序流程圖設計

Lab VIEW 串口通訊程序流程圖部分設計如圖4所示。

圖4 Lab VIEW 串口通訊程序部分流程圖

其處理過程為：

開始執行→接收數據（為字符串）→將字符串轉換成十進制數組→提取有用數據→將有用數據換算成方位值→顯示→保存記錄→結束。

當然，還可以對數據進行其他操作，如清空、發送數據等。要想可執行文件脫離開發平臺，還需要在“安裝”選項中選中“創立安裝”，選擇相應的生成目錄，點“建立”即可。

4 結束語

本系統PC 機采用虛擬儀器LABVIEW 語言編程，程序結構清晰，前面板界面非常友好，使得操作者在使用該軟件時就像是在操作一臺實際的控制儀器一樣。測試結果表明數據的上傳準確無誤，系統功能獨立，配置合理，具有響應速度快，操作簡便，工作可靠等特點。

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

[2]嚴一平.虛擬儀器設備的總線技術[J].上海計量測試，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 機與RS485 總線多機串行通信的軟硬件設計[J].現代電子技術，2007，5（24）：102-104.