专利名称：一种基于pic的智能型太阳能控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于太阳能电池技术领域，特别是涉及一种基于PIC的智能型太阳能控制器。
背景技术：
进入新世纪，工业生产发展迅速，人类活动范围扩大，这对能源的需求量随之放大。世界能源问题突现，各国都重视能源结构的优化与相关技术的创新，特别是清洁能源的发展。近十年来，我国重视太阳能、生物能等新能源方面的开发与利用。相对火电、水电和核电的各自的缺点，太阳能发电的两优势比较明显。一是蕴藏丰富不会枯竭；二是安全干净，不会有危险和破坏环境。同时太阳能电池原料一硅的获取资源丰富；电池转化效率不断提高，成本降低，使之太阳能的应用得以推广。重点在小型太阳能电站、大型并网电站、建筑光伏玻璃幕墙、太阳能路灯、通信卫星供电系统等供电领域展开广泛应用。在太阳能发电系统应用过程中，充电效率的提高，系统寿命的延长主要在于控制器的性能优劣。太阳能控制器是太阳能发电系统的关键部件，其主要完成对畜电池的充电和放电控制，使发电系统始终处于发电的最大功率点附近，以获得最高效率，以及过充、过放等情况出现时的保护。但是在现有技术中，太阳能发电系统中的控制器存在充电效率低，系统功能不够完善，不够智能化的缺点。
发明内容本实用新型针对现有的技术存在上述问题，提出了种基于PIC的智能型太阳能控制器，该控制器能够是太阳能光伏系统充电效率提高，功能完善且智能化程度高。本发明通过下列技术方案来实现:一种基于PIC的智能型太阳能控制器，其特征在于:包括用于采集蓄电池电·压和负载电流电流以及环境温度信号的信号采集单元、用于设定参数和参数选择的键盘、用于对采集的信号进行处理的单片机、用于显示处理结果以及提供查询界面的显示器、用于根据单片机的处理结果对蓄电池充放电进行控制的控制单元、开关电源以及用于和主站之间进行远距离数据传输的串行通信接口，所述信号采集单元与单片机的第一信号输入端连接，所述键盘与单片机的第二信号输入端连接，所述开关电源与单片机的第三信号输入端连接，所述显示器与单片机的第一信号输出端连接，所述控制单元与单片机的第二信号输出端连接，所述串行通信接口与单片机的第三信号输出端连接。在上述的一种基于PIC的智能型太阳能控制器中，还包括用于在控制器发生故障时进行报警的语音报警器，所述语音报警器与单片机的第四输出端连接。在上述的一种基于PIC的智能型太阳能控制器中，所述单片机为内置EEPR0M、RAM、I/O接口的PIC单片机。在上述的一种基于PIC的智能型太阳能控制器中，所述信号采集单元包括电压检测元件、电流检测元件、温度传感器、信号调理电路和模数转换电路，所述电压检测元件、电流检测元件和温度传感器均与信号调理电路输入端连接，所述模数转换电路与信号调理电路输出端连接。在上述的一种基于PIC的智能型太阳能控制器中，所述键盘为4*4矩阵键盘。在上述的一种基于PIC的智能型太阳能控制器中，所述显示器为IXD液晶显示器。在上述的一种基于PIC的智能型太阳能控制器中，所述控制单元包括充电控制模块和放电控制模块。所述充电控制模块输入端通过I/o扩展接口与单片机第二输出端连接，输出端与太阳能电池连接。所述放电控制模块输入端通过I/o扩展接口与单片机第二输出端连接，输出端与负载连接。在上述的一种基于PIC的智能型太阳能控制器中，所述串行通信接口为RS232异步串行通信接口。本实用新型的有益效果在于:采用动态跟踪技术，单片机通过信号采集单元循环检测蓄电池电压、负载电流、环境温度等参数，根据所得参数进行校正，并通过控制单元选择合适的PWM脉冲信号的占空t匕，从而对蓄电池实现不同幅值的恒压充电；同时可以对蓄电池起到保护作用，达到很好的的充电效果。
图1为本实用新型的原理框图。图中，1、信号采集单元；11、电压检测元件；12、电流检测元件；13、温度传感器；14、信号调理电路；15、模数转换电路；2、键盘；3、单片机；4、显示器；5、控制单元；51、I/O扩展接口 ；52a、 充电控制模块；52b、太阳能电池；53a、放电控制模块；53b、负载；6、开关电源；7、串行通信接口 ；8、语音报警器。
具体实施方式
以下是本实用新型的具体实施例，并结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。如图1所示，一种基于PIC的智能型太阳能控制器，包括信号采集单元1、键盘2、单片机3、显示器4、控制单元5、开关电源6、串行通信接口 7以及语音报警器8。其中，信号采集单元I的信号输出端与单片机3的第一信号输入端连接，包电压检测元件11、电流检测元件12、温度传感器13、信号调理电路14和模数转换电路15，电压检测元件11、电流检测元件12和温度传感器13均与信号调理电路14输入端连接，所述模数转换电路15的输入端与信号调理电路14输出端连接，模数转换电路15的输出端与单片机3连接。键盘2为4*4矩阵键盘，与单片机3第二信号输入端连接，能够进行自定义，以适应本控制器采集的当前数据、存储的历史数据和控制设置参数较多的要求，通过选择不同的按键，可以分别执行查询、设置操作，作为优选，将键盘2设计为厚度薄、尺寸小、蜜封性能好且按键通断可靠性高的防潮型薄膜键盘。单片机3采用PIC单片机(Peripheral Interface Controller),利用其资源丰富、突出的特点:1/0 口具有20mA的驱动能力;8路、10位的々0转换，12(:，5 1，旧4町，旧8，CAN接口 ；WDT (看门狗)；CCP (脉宽/捕捉/比较);内置EEPROM ;3路定时器；多种中断源;支持休眠的低功耗模式；流式的并行接口 ；内置LCD控制器；芯片可以加密，使得控制器处理速度快、低电压、低功耗且成本低。显示器4采用IXD液晶显示器，如MDLS16位*2行带背光字符型液晶显示器，与单片机3的第一信号输出端连接，具有字符显示清晰、屏幕显示格式可灵活编程、耗电低等特点。控制单元5包括I/O扩展接口 51、充电控制模块52a和放电控制模块53a，充电控制模块52a输入端通过I/O扩展接口 51与单片机3第二输出端连接,输出端与太阳能电池52b连接；放电控制模块53a输入端通过I/O扩展接口 51与单片机3第二输出端连接，输出端与负载53b连接。充电控制模块52a主要确保蓄电池充电，并根据蓄电池端的电压变化趋势调整充电电流，保证蓄电池安全可靠的工作；放电控制模块53a主要作用在蓄电池发生过放电时，自动切断负载，以保护蓄电池。为了适应偏远地区的工作需求，本控制器还设置了串行通信接口 7，如RS232异步串行通信接口，由该接口将采集获得的数据传输到上位机。此外，为了使本控制器具备实时监测报警功能，还设置了语音报警器8，将该语音报警器8与单片机3能够使维修人员能够及时发现故障，方便监测和维护。本基于PIC的智能型太阳能控制器可快速实时采集光伏系统当前的工作状态，并选择合适的PWM脉冲信号的占空比，从而对蓄电池实现不同幅值的恒压充电；同时可以对蓄电池起到保护作用，达到很好的的充电效果。又可详细积累光伏系统的历史数据，为评估光伏系统设计的合理性及检验系统部件质量的可靠性提供准确而充分的依据。此外，该控制器还具有串行通信数据传输功能，可将多个光伏系统子站进行集中管理和远距离控制。本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对 所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
权利要求1.一种基于Pic的智能型太阳能控制器，其特征在于:包括用于采集蓄电池电压和负载电流电流以及环境温度信号的信号采集单元、用于设定参数和参数选择的键盘、用于对采集的信号进行处理的单片机、用于显示处理结果以及提供查询界面的显示器、用于根据单片机的处理结果对蓄电池充放电进行控制的控制单元、开关电源以及用于和主站之间进行远距离数据传输的串行通信接口，所述信号采集单元与单片机的第一信号输入端连接，所述键盘与单片机的第二信号输入端连接，所述开关电源与单片机的第三信号输入端连接，所述显示器与单片机的第一信号输出端连接，所述控制单元与单片机的第二信号输出端连接，所述串行通信接口与单片机的第三信号输出端连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于PIC的智能型太阳能控制器，其特征在于，还包括用于在控制器发生故障时进行报警的语音报警器，所述语音报警器与单片机的第四输出端连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于PIC的智能型太阳能控制器，其特征在于，所述单片机为内置EEPROM、RAM、I/O接口的PIC单片机。
4.根据权利要求1或2所述的一种基于PIC的智能型太阳能控制器，其特征在于，所述信号采集单元包括电压检测元件、电流检测元件、温度传感器、信号调理电路和模数转换电路，所述电压检测元件、电流检测元件和温度传感器均与信号调理电路输入端连接，所述模数转换电路与信号调理电路输出端连接。
5.根据权利要求1或2所述的一种基于PIC的智能型太阳能控制器，其特征在于，所述键盘为4*4矩阵键盘。
6.根据权利要求1或2所述的一种基于PIC的智能型太阳能控制器，其特征在于，所述显示器为LCD液晶显示器。
7.根据权利要求1或2所述的一种基于PIC的智能型太阳能控制器，其特征在于，所述控制单元包括充电控制模块 和放电控制模块；所述充电控制模块输入端通过I/o扩展接口与单片机第二输出端连接，输出端与太阳能电池方阵连接；所述放电控制模块输入端通过I/o扩展接口与单片机第二输出端连接，输出端与负载连接。
8.根据权利要求1所述的一种基于PIC的智能型太阳能控制器，其特征在于，所述串行通信接口为RS232异步串行通信接口。
专利摘要本实用新型提供了一种基于PIC的智能型太阳能控制器，属于太阳能电池技术领域。它解决了现有技术中充电效率低、智能化程度低的问题。本控制器包括信号采集单元、键盘、单片机、显示器、控制单元、开关电源以及串行通信接口，信号采集单元与单片机的第一信号输入端连接，键盘与单片机的第二信号输入端连接，开关电源与单片机的第三信号输入端连接，显示器与单片机的第一信号输出端连接，控制单元与单片机的第二信号输出端连接，串行通信接口与单片机的第三信号输出端连接。该控制器能够使太阳能光伏系统的充电效率得到提高，并且具有数据检测、查询、数据远程传输等功能，智能化程度高。
文档编号H02J7/00GK203135509SQ20132011677
公开日2013年8月14日 申请日期2013年3月14日 优先权日2013年3月14日
发明者田立武, 沈晓萍 申请人:嘉兴职业技术学院