嵌入式光伏电站监控系统的设计与实现

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1、劣臻交专业硕士学位论文嵌入式光伏电站监控系统的设计与实现DesignandImplementationofEmbeddedMonitoringSystemforPVPowerPlant作者：王坤导师：申萍北京交通大学2013年6月⋯燃⋯权书＼嗍㈣本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用

2、本授权说明)学位论文作者签名：≥签字日期：2．o，刁年6月二lt7翩虢＼瞒签字日期：加＼≥年台月2f日中图分类号：TP23UDC：621．3学校代码：10004密级：公开北京交通大学专业硕士学位论文嵌入式光伏电站监控系统的设计与实现DesignandImplementationofEmbeddedMonitoringSystemforPVPowerPlant作者姓名：王坤导师姓名：申萍学位类别：工学学科专业：电气工程学号：11125726职称：副教授学位级别：硕士研究方向：嵌入式技术北京交通大学2013年6月致谢两

3、年的硕士研究生生活即将在这个季节划上一个句号，而于我的人生却只是一个逗号，我将又一次踏上征程。两年的求学生涯让我受益匪浅，在论文即将付梓之际，回首往事，思绪万千，对那些引导我、帮助我、激励我的人，我心中充满感激。首先要把我的敬意和感谢献给我的导师申萍副教授。申老师不论在科研上还是在生活上，都给予了我许多宝贵建议和帮助，指引了我研究生涯的方向。同时，我也感谢王立德教授在我学习和学术方面的悉心指导，我受益匪浅，在这里，深深感谢两位老师对我的关心。在单位实习期间及撰写论文期间，林锥博士、丁国君博士、严翔博士、杨宁博士对我

4、的科研工作和论文都提出许多宝贵意见，在此表示衷心的感谢；杨鹏、韩轶楠、杨滨瑞、吴鹏举、王峰超、田源、王美兰等同学对我的研究工作给予了热情帮助，在此向他们表达我的感激之情。感谢实验室的兄弟姐妹与我一道分享青春的快乐，两年来，我们朝夕相处，共同进步，感谢你们给予我的所有关心和帮助，我将终生难忘!感谢我的父母，焉得谖草，言树之背，养育之恩，无以回报，你们永远健康快乐是我最大的心愿。感谢我的哥哥、姐姐对我生活、学习上的帮助，是你们的支持和关怀让我对生生活更加向往。另外也感谢我的朋友，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我

5、的学业。最后再一次感谢所有在毕业设计中曾经帮助过我的良师益友和同学，以及在设计中被我引用或参考的论著的作者。中文摘要摘要：近些年，能源危机不断加重，严重制约着人类自身的发展。太阳能作为可再生、清洁的新型能源受到许多国家的重视，利用太阳能光伏发电并网已成为当前解决能源危机的重要途径。由于大多光伏电站建在偏远、环境较为恶劣的区域，而且地理位置分布分散，不利于对其管理、监测，对光伏产业的发展有很大阻碍。本文针对光伏电站的现状，应用计算机技术、网络通信技术，设计开发了一套基于嵌入式系统的太阳能光伏电站监控系统。该监控系统可

6、实现对光伏电站的本地监控和网络远程监控功能，具有实时性好、功能全等优点，适合在实际工程中应用。本文在光伏电站技术及其监控系统研究现状的基础上，阐述了监控系统的组成和功能。通过对当前主流监控技术的分析，根据实际项目需求，采用ARM9微处理器和Linux嵌入式操作系统，对系统的软硬件进行了设计及测试与验证。系统硬件设计中采用AT91RM9200作为监控系统的核心处理器，重点对各单元电路设计过程进行论述，包括AT91RM9200最小系统设计、A／D模数转换电路设计及以太网、CAN及RS485通信接口电路以及SD卡存储电路

7、设计，并对环境参数采集设备进行了选型和接口电路设计。最终，给出包含CPU单元、A／D模数转换单元、通信单元和存储单元的光伏电站监控系统设计方案。系统软件采用开源、稳定性能好的Linux操作系统作为软件开发设计平台，使处理器的性能得到充分发挥，使得装置通信、数据存储以及系统处理能力更强。本文重点对系统底层的U．Boot和系统内核的裁剪与移植进行分析、论述，对以太网等底层硬件驱动以及以上层应用软件以太网通信进行详细分析、设计。最后，搭建了系统软硬件测试平台，对相关设计进行了测试验证，并依托上位机平台对系统进行模拟联调，

8、达到了预期效果，验证了设计的可行性。此监控系统相比之前设备，趋于小型化、集成化和模块化，并且在功能上较以前有显著提升，同时预留了数据采样通道，为日后电站的扩充及系统集成和扩展提供了可能。关键词：光伏电站：嵌入式：监控；ARM；以太网分类号：TP23；U621．3塑墨!坠里一一——ABSTRACTABSTRACT：Inrecentyears，energycri