专利名称：一种太阳能本地监控装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及太阳能电站控制装置技术领域。
背景技术：
随着太阳能电站的功能越来越强大，监测的参数越来越多，系统控制越来越复杂，高性能的人机界面已变得越来越重要。为了保证太阳能电站安全稳定运行，并提高其管理效率，需要拥有能满足太阳能电站运行要求、功能完善、性能稳定的太阳能本地监控装置。
发明内容本实用新型的目的是提供一种太阳能本地监控装置，利用该装置，能解决太阳能电站的数据过多、系统控制复杂的问题，能实时提供太阳能电站运行状态和数据，并具有操作界面人性化、信息量充足、可以发送用户指令、显示当前状态和反馈信息、结构简单、使用方便等优点。 本实用新型的主要技术方案是一种太阳能本地监控装置，其特征在于具有一个ATmegal28单片机，该单片机和带数字按键的操作键盘连接；该单片机具有双串口 ，其中一个RS485串口接太阳能电站主控制器；另一个RS232串口接液晶显示屏；ATmega128芯片通过内部的串口 1与MAX3223芯片连接，使输出的数据格式为RS232 ;ATmega128芯片通过内部的串口 2与MAX485芯片连接，使输出的数据格式为RS485，485DE端控制RS485的输入/输出方式，MAX485连有上拉电阻R20、下拉电阻R21和去扰电阻R22 ;ATmega128芯片通过AD0 AD7、丽、M与DS12887芯片连接，使可随时获取当前时间，用于记录当前故障或错误信号发生的时间。 所述的液晶显示屏为320*240点阵的单色液晶显示屏为佳，通过串口与控制终端连接。 本实用新型的积极效果是利用该装置，可实现人机界面的各种功能1)可以发出各种命令，2)可以接收太阳能电站的数据和运行状态，3)可以进行参数的存储，故障信息的记录等；利用本装置可将信息从太阳能电站接收的数据经过处理后，发送到液晶显示屏上进行显示，方便用户查看；通过键盘查看太阳能电站的各种信息，并修改相关参数；与现有技术相比，本实用新型解决了现有技术中存在的太阳能电站的数据过多、系统控制复杂的问题，能实时提供太阳能电站运行状态和数据，可实现操作界面人性化、显示面积大、信息量充足、发送用户指令、显示当前状态和反馈信息，其结构简单、使用方便；能满足太阳能电站运行要求，功能完善，性能稳定。
以下结合附图及实施例作详述，但不作为对本实用新型的限定。
图1为本实用新型硬件结构示意图。[0009] 图2为图1的功能框图。[0010] 图3为图IAVR主芯片CPU的电路图。[0011] 图4为图1中的电源电路图。[0012] 图5为图1中的连接液晶显示电路图。[0013] 图6为图1中的连接主控制器电路图。[0014] 图7为图1中的时钟芯片电路图。[0015] 图8为主程序流程图。[0016] 图9为定时器1中断流程图。[0017] 图10为定时器2中断流程图。[0018] 图11为485帧发送接收流程图。[0019] 图12、13为MODBUS帧格式(读数据)。[0020] 图14、 15为MODBUS帧格式(写数据)。 以上各图中的符号说明如下Ul-ATmega128 ;U2-MAX485 ;U4-MAX3223 ;U5-DS12887 ;U6-7805 ;CR-晶振；R7 R10-电阻;R20 R29-电阻；其中R20又称为上拉电阻，R21又称为下拉电阻，R22又称为去扰电阻；C1 C7-电容；C8 C9-电解电容；CIO-电容;C12 C15-电容;LED1 LED4-LED灯;PR1 PR2-排阻。
具体实施方式参见图1 图7，该太阳能本地监控装置，由ATmegal28单片机、320*240点阵的单色液晶显示屏、带数字按键的操作键盘和主控制器数据通讯电路组成。ATmegal28单片机和带数字按键的操作键盘连接；ATmega128单片机具有双串口 ，其中一个串口通过RS485芯片与主控制器通讯电路连接；另一个串口 RS232和320*240点阵的单色液晶显示屏连接；ATmega128芯片通过内部的串口 1与MAX3223芯片连接，使输出的数据格式为RS232 ;ATmegal28芯片通过内部的串口 2与MAX485芯片连接，使输出的数据格式为RS485 ;485DE端控制RS485的输入/输出方式，MAX485连有上拉电阻R20、下拉电阻R21和去扰电阻R22 ;ATmegal28芯片通过ADO AD7、 XM、 XWI与DS12887芯片连接，可随时获取并记录当前故障或错误信号发生的时间。 主控制器对发电机组各个环节的控制需要用到许多参数，这些参数经本地监控装
置的键盘操作设定和修改后保存到本地监控装置主芯片ATmegal28的EEPROM中。为保证
太阳能电站正常运行，本地监控装置上电后首先要通过RS485与主控制器建立通讯联系，
传输各种控制参数，然后利用单片机内置定时器2管理两个串口 ， 一方面定时通过RS485与
主控制器通讯，收发各种数据；另一方面通过RS232与液晶屏通讯，显示相关信息。同时，利
用定时器1扫描键盘，若有按键，则读取键值并做出响应的操作命令。其中定时器2的优先
级高于定时1。定时器2 :0. 5毫秒；定时器1 :20毫秒。通讯均按照MODBUS协议，波特率为
9600，无奇偶校验位。 软件说明(参见图8 图13) 1、软件功能设计 按照面向的对象划分，可以将本地监控装置的功能分为以下三个部分 (1)面向主控制器的功能。与主控制器的通讯是双向的。 一方面，本地监控装置发
出各种控制命令；另一方面，从主控制器上下载太阳能电站的数据和运行状态。本地监控装置接收到这些数据后，发送到液晶屏上显示，方便用户查看。
(2)面向用户的功能。与用户的交流也是交互的。不仅需要接收并处理用户的键
盘输入，还要将数据显示到液晶屏上，同时还要按用户的指令查看太阳能电站信息。
(3)内部功能。主要指信息的存储和读取，故障的记录和统计，以及数据的预处理
等功能。 软件流程图，如图8 图13所示。 主控制器对发电机组各个环节的控制需要用到许多参数，这些参数经用户设定和修改后保存到本地监控装置的存储器中。为保证太阳能电站正常运行，本地监控装置上电后首先要与主控制器建立通讯联系，传输各种控制参数，然后利用单片机内置定时器2管理两个串口 ， 一方面定时与主控制器通讯，收发各种数据；另一方面与液晶屏通讯，显示相关信息。同时，利用定时器1扫描键盘，若有按键，则读取键值并做出响应的操作命令。其中定时器2的优先级高于定时1。定时器2 :0. 5毫秒；定时器1 :20毫秒。通讯均按照M0DBUS协议，波特率为9600，无奇偶校验位。[0032] 2、通讯程序[0033] 2. 1与液晶屏通讯 由于与液晶屏之间线路距离短，对频率要求也不高，所以采用RS232串口通讯方
式。液晶厂商提供了各种操作对应的通讯代码，只需编写相应的子函数就可实现诸如图片
显示，数据显示，背光控制，蜂鸣器控制等操作。当然，在进行操作之前，首先需要对液晶屏
初始化，设置与本地监控装置相同的通讯参数、波特率、校验位等。 其帧结构为OxAA(帧头)+指令码(1字节)+数据(< 253字节) 以显示一幅图片为例，解释本地监控界面与液晶屏之间如何通讯。
(1)从手册中查到显示图片功能对应的指令码为0x70 ; (2)查到希望显示的图片在液晶屏ROM中的序号； (3)按照帧结构，发送0xAA+0x70+PICNUM(此时的数据就是图片序号)。[0040] (4)液晶屏接收后，根据帧的内容显示图片。[0041] 2. 2与主控制器通讯 与主控制器的通讯不再采用RS232，而是采用RS485，这是因为本地监控装置与主控制器之间的距离较远，并且对可靠性要求较高，RS485差分输出方式能满足抗干扰的要求。为使通讯双方数据传输正常，特编写指令码手册，详细解释出现在通讯中每一个代码所对应的功能。通讯协议采用标准的MODBUS协议。[0043] 本实用新型的本地监控界面(LSCI)还具有以下优点 (1)显示面积大，用户能接收到的信息多。LSCI的液晶屏大，显示面积多达6行，
因而信息量大，效果好。 (2)LSCI为全中文操作界面。 (3)LSCI的背光灯可调节，有人操作时才打开，无人时自动关闭，节约能源。此外，增加了声音报警，若出现与系统控制器通讯故障，则蜂鸣器打开，利用急促的声音提醒工作人员注意。
权利要求一种太阳能本地监控装置，其特征在于具有一个ATmega128单片机，该单片机和带数字按键的操作键盘连接；该单片机具有双串口，其中一个RS485串口接太阳能电站主控制器；另一个RS232串口接液晶显示屏；ATmega128芯片通过内部的串口1与MAX3223芯片连接，使输出的数据格式为RS232；ATmega128芯片通过内部的串口2与MAX485芯片连接，使输出的数据格式为RS485，485DE端控制RS485的输入/输出方式，MAX485连有上拉电阻R20、下拉电阻R21和去扰电阻R22；ATmega128芯片通过AD0～AD7、ARD、AWE与DS12887芯片连接。
2. 根据权利要求l所述的太阳能本地监控装置，其特征在于所述的液晶显示屏为320*240点阵单色液晶显示屏。
专利摘要本实用新型提供了一种太阳能本地监控装置，涉及太阳能电站控制设备技术领域。由ATmega128单片机、单色液晶显示屏、操作键盘和主控制器数据通讯电路组成，单片机具有双串口，其中一个RS485串口接太阳能电站主控制器；另一个串口RS232与液晶显示屏连接；ATmega128芯片通过AD0～AD7、ARD、AWE与DS12887芯片连接。本实用新型的积极效果是能解决太阳能电站的数据过多、系统控制复杂的问题，能实时提供太阳能电站运行状态和数据，具有操作界面人性化、信息量充足、可以发送用户指令、显示当前状态和反馈信息、结构简单、使用方便等优点。
文档编号H02N6/00GK201467021SQ20092010236
公开日2010年5月12日 申请日期2009年4月2日 优先权日2009年4月2日
发明者焦翠坪, 王保利, 王淼, 穆桂霞, 赵志强, 赵秀生 申请人:保定天威集团有限公司