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建筑能源无线数据采集传输系统开发及应用

发布时间:2020-06-30 21:09
【摘要】:当前,各高校及科研机构对太阳能光伏系统及余热回收系统的研究较多,促进了光伏及余热回收事业的发展。但是在实验过程中需要克服高温炎热及寒冷的自然条件进行现场实验数据的采集,这在增加实验难度的同时也不可避免的引入了实验误差,这一切都不利于节能事业的发展。针对这些问题,本文开发了一种应用于太阳能光伏及余热回收系统中数据采集和发送的无线数据采集传输系统。首先开发了一种无线数据采集仪,根据它在太阳能光伏系统及余热回收系统中需要采集的物理量及使用的传感器编写了数据采集仪及传感器的数据采集程序,将数据采集仪与传感器进行连接能够正常采集数据并在数据采集仪屏幕上显示。然后在云数据平台上构建了接收数据采集仪数据的通讯服务器,存储采集数据的数据库及使用计算机、手机等移动终端进行远程数据查询使用的网络服务器。经过程序修改及系统调试,将数据采集仪控制传感器采集得到的数据成功发送到云数据平台上,通讯服务器接收数据并将其存储到数据库中,通过移动终端的浏览器可以顺利的查询系统发送的实时数据,掌握系统的运行状态。在系统调试成功后,将其应用于太阳能光伏系统实验平台。经过一段时间的运行,证明系统具有较高的数据发送及接收准确率,从而说明具有较高的稳定性。基于此,论文的主要研究内容如下:1.建筑能源无线数据采集传输系统的硬件组成,主要包括数据采集仪和传感器两部分,着重介绍了数据采集仪由ATmega128单片机、ZLG7289数码显示管与键盘管理芯片、LM2596供电电源、华为GTM900-C无线数据传输模块、AD7706AD转换器和RS485通信接口及MAX485芯片等硬件组成。2.建筑能源无线数据采集传输系统的软件组成,主要介绍了采集数据使用的RS485接口技术,Modbus通信协议,数据采集流程及方法,同时对数据中心的通讯服务器、数据库和网络服务器的功能、组成和工作原理进行了说明。3.无线数据采集传输系统在太阳能光伏系统及余热回收系统实验平台上的应用情况,介绍了该技术在两种系统上的工作原理同时对采集数据使用的传感器的功能和性能参数进行了介绍。4.对在实验过程中总结的故障分析、诊断和排除的若干方法进行了介绍,包括数据采集仪太阳能光照强度采集程序错误引起的误差、光伏板负载电阻损坏对接收数据的影响、传感器断路对采集数据的影响、物体遮挡对光照强度数据的影响、空气湿度过高对温湿度传感器温度数据的影响、直流参数采集模块累计电能部分数据异常的现象、电源亏电对系统数据传输的影响和数据库网络端口异常对收发数据的影响。本文介绍了无线数据采集传输系统的开发及在建筑能源中的应用,对无线数据采集传输系统的开发及常见故障的诊断及排除具有一定的参考意义。
【学位授予单位】:北京建筑大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TU83
【图文】:

硬件结构图,无线数据采集,传输系统,硬件结构图


图 2-1 无线数据采集传输系统硬件结构图Fig. 2-1 Hardware structure diagram of wireless data acquisition instrument无线数据采集传输系统的硬件主要由数据采集仪和传感器两部分组成,如图 2-。其中数据采集仪的硬件主要包括单片机、显示与键盘、供电电源、数据传输模/D 转换器和 RS485 通信接口及芯片。系统主要工作流程为使用传感器采集现场的、湿度、光照强度等各物理量的数据,再通过 A/D 转换器将采集到的物理量转换字信号传递给单片机或者直接通过 RS485 接口芯片将数字信号传递给单片机,单将数据进行分析和处理后,一方面将数据显示在 LED 屏幕上,同时用户可通过键入命令来选择查看的数据,另一方面,中央处理器将收到的数据交由无线数据传输,发送到云数据平台,来实现对现场的监测和控制。2 系统特点该无线数据采集传输系统相比于现有的系统存在以下特点:①传统的系统需要使0V 的交流电进行供电,若是在电力系统覆盖的市区或者监测站进行工作可以使用线克服这一困难,如若在电力系统尚未覆盖的远郊,则无法进行工作。我们的系统了三种电源供电方案,一种是 220V 供电,另一种是太阳能发电供电,第三种是蓄

示意图,单片机,内部结构,示意图


S485 芯片和一块 A/D 转换器,RS485 传感器和 R口的数量,同时也提高了测量精度,简化了电路设计时为了方便一般将屏幕显示与键盘分离,这样仪的体积,不利于用户的携带和使用。我们的系统,并且将两部分设计在一块电路板上,减小了系统仪器“小、精、尖”的发展方向相符合。的硬件组成a128输系统最核心的部分为单片机。伴随着时代的发猛的速度在前进,单片机已在生产生活中的不同领器到到航天飞机,单片机的身影无处不在。通俗来件例如中央处理器(CPU)、输入/输出端口(I/器(ROM)等组装到一起构成一块芯片的的微型-2 所示。

【参考文献】

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本文编号:2735822

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