光伏发电通信基站电源远程监测系统的设计(1)解析

1、第19卷V01.19第10期No.10电子设计工程Electr onic Desig n Engin eeri ng2011 年 5 月 Mav 2011光伏发电通信基站电源远程监测系统的设计杨思傻(西安航空职业技术学院电子工程系，陕西西安710089摘要:基于对处于偏远地区的光伏发电基站电源运行情况进行远程控制和检测的目的，设计了针对性的监测系统，基站电源发电的电压、电流值每 5s采集一次。通过GPRS模块无线高速传输到总站计算机进行检测和控制。进行串口通信实时数据采集、存储、查询，并完成对上位机串行口接收数据设置、上住机对下位机工作情况的检测和系统功 能的设定。探讨了 GPRS模块进行数据

2、传输的过程。MC35i驱动及AT指令的编写和数据传输协议的制定。在实验的基础上，采集到日光强度改变时基站电源运行情况的数据，为提高太阳能电池的利用率提供了实践依 据。关键词:GPRS模块;串口通信;数据采集;MC35i驱动中图分类号：rP27文献标识码:A文章编号：16746236(201110-0169- 04Desig n of the remote mon itori ng system of photovoltaic en ergycom muni cati on power supplyYANG Si-j un(Department ofElectronic Engineering,

3、Xi an Aeronautical Polytechnic Institute,Xi帆 710089,ChinaAbstracts n order to con trol and test the operati on of remote power station,pertinency monitoring system is designed,the power is used,the current and voltage of power is collected every 5s on ce,the data is tran smissed through GPRS module

4、which is a wireless high-speed transmission.The function of the System is to collect data storage and inquire.This paper also introduces receiving data setting of PC serial port,work testi ng about PC to power con trol mach ine and system function sett in g. In a large nu mber of experime ntal,we co

5、llect abundant operati on data whe n sun light eontinu ely cha nges.The data provide practical base to improve the utilizati on rate of solar cells.Key words:GPRS modale;serial com muni cati on; data collectio n;MC35i driver随着计算机控制技术的发展。计算机被广泛应用于数据采集系统领域中，数据采集系统多采用上位机和下位机的主从工作方式。因为单片机具有价格低、功能 强、抗干扰能

6、力好、温限宽和面向控制等特点。所以下位机一般采用单片机对现场数据采集与对设备一级监控：计算机的分析处理能力较强，有友好的人机界面和大 容量的多种存储方式，故上位 机一般采用计算机对采集数据进行图形显示、分析以 及管理。上位机与下位机通过串行接口实现通信,在本系统采用了 Visual Basic 6.0 开发串口通信程序。1数据传输太阳能发电监测分上位机和下位机两部分。下位机对各个模块的工作输入电压、电流。输出电压、电流数据进行存储、显示。由于本设计的太阳能发电装置用于通信基站的电 源,其应用的环境一般位于偏僻且交通欠发达的地区，所以下位机 的数据需通过GPRS传送到上位机。以便于监测和故 障排

7、除t-Jl。GPRS模块（即MC35i和外部设备之间的通信协议是通 收稿日期:20110307 稿件编号:201103036作者简介：扬思俊（1981 ，女，陕西渭南人,硕士,助教。过AT指令集来完成的。AT指令集是从终端设备（Terminal Equipment,TE或数据终端设备（Data Terminal Equipment, DTE向终端适配器（Terminal Adapter,TA或数据电路终端 设备（Data Circuit Termi nal Equipme nt。DCE 发送的。AT+ CMGC 指令的功能为 send an SMS eomn la nd发出一条短消 息。对短消

8、息的控制有 3种模式.即Block Mode、基于AT 命令的PDU Mode和Text Mode。目前,PDU Mode应用最为广 泛，它不仅支持中文 短信，也能发送英文短信。其短消息正文经过十六进制编码后作为一个二进制字符 串被传输。PDU模式收发短信可以使用3种编码:7bit、8bit和UCS2编码。7 bit编 码用于发送普通的ASCLL字符。8bit编码通常用于发送数据消息，UCS2编码用于 发送Unicode字符。短信发送框 图如图l所示（图中XX表示第几条短信。2MC35i驱动及AT指令的编写2.1MC35i的开关机及初始化目前市场上支持GPRS的模块有很多种，综合考虑后采 用西

9、门子的MC35i模块, 该模块在支持GSM的基础上增加了对GPRS的支持，上传波特率可达21.4kb/s,下传 波特率最研究方向:电子电路设计，嵌入式系统,新能源技术开发。-169-万方数据电子设计工程2011年第10期图1短信发送框图Fig.1Se ndi ng SMS大为85.6kb/s并支持CS l,CS 一 2。CS 一 3。CS-4等4种编码 方案，是一个具 有较高稳定性的工业及模块。MC35i的工作 电压范围为3.34.8V,传输功率在 GMS 1800时为I W。休眠电流为3mA。MC35i提供一个40引脚的外部控制接 121。其中包括了控制、数据传输、SlM卡、声音以及电源接口

10、。 MC35i接121采 用AT指令集，并支持部分西门子的扩展 AT指令。MC35i的电源采用单个3.3V到 4.8V的电源。由于MC35i在进行数据传输或通话过程中峰值电流可能达到 2A.所 以电源必须能够提供足够的电流以保证在大电流时电源 电压不低于3.3V。如果在 工作工程中电源电压下降到低于 3.3V或电压下降幅度超过400mV时,MC35i将自 动关闭。比如,在峰值电流2A时。在线路上的电压损耗必须考虑。如 果线路电阻 为50mQ，那么电压损耗为100mV,因此在布线 时必须考虑这些问题。MC35i的开关机需要在模块的ON/OFF引脚上加上脉宽1s以上的低电平。当 模块处于关机状态检

11、测到 ON/0FF引脚的下降沿并持续I 8以上的低电平时启动整 个模块。同 理。当模块启动后检测到持续1s以上的低电平。则延时8s关机。所有 的AT指令操作都必须在开机状态下才能执行网。开机后还要对MC35i进行初始化来实现单片机对模块 的控制:首先要测试模块串口的连接状况。通过发送 AT指 令，等待模块的回复，返回OK则连接成功，没有响应则表示 模块连接存在问题：接着 还要向模块发送ATEO指令来关闭回显。回显功能主要用于串121调试,具体应用 时应关闭该功 能，防止回显字符和返回参数混合。2.2MC35i的AT控制指令MC35i模块是采用AT指令集进行控制的采用AT指令集可以实现模块参数

12、的设置，数据的发送与接收。AT指令集是调制解调器通信接121的工业标准。指令 由ASCII字符组成除“A/、“ +指令外，所有指令都是以“AT开头。以 回车 换行结束。绝大多数指令被执行后都有返回参数。常见的AT指令有：设置通信波特率：使用AT+IPR=19200命令，把波特率 设为19200b/s。设置接入网关：通过 AT+CGD CONT=I：IP”。“CMNET命令设置GPRS接入网关为移动梦网。设置移动终端的类别：通过AT+CGCLASS=设置移动-170-终端的类别为B类,即同时多种业务，但只能运行一种业 务。即在同一时间只能使用 GPRS上网，或 者使用GSM的语音通信。测试GPR

13、S服务是否开通：使用A7r+CGAC r-1.1命令激 活GPRS功能。如果 返回0K,则GPRS连接成功;如果返回ERROR.则意味着GPRS失败。中国移动在 GPRS与Intemet网中间建立了许多的网关支持节点（GGSN,以连接GPRS网与外部 的Intemet网络。GPRS模块可以通过拨“ +99料 1#”登录到GGSN上.并通过PPP 协议获取动态分配到Intemet网的IP地址。3上位机软件3.1数据格式由于Visual Basic 6.0引入了面向对象的编程机制，巧妙地将 Windows编程的复 杂性封装起来。只需使用窗体和控件等可视化界面设计程序，从而降低了程序设计 的难度。本

14、文就采用了 VB来设计上位机软件.以实现太阳能发电监测的功能。1数据传输帧格式下位机与上位机通信的数据传输帧格式为：地址码（1+功能码（1+数据数量（1+数据域（+CRC校验（22上位机软件功能码分类oxol读取下位机历史数据0x02读取系统当前时间ox03设定时间0x04读取实时数据0】【05报警指示3.2串口调试VB6.0中，使用MSComm时,首先要在程序中打开相应 的串口撚后对相应的串 口通信参数进行设置阎。串口通信 时，无论发送还是接收。都要在通信程序中设置 一个Variant类型变量作 中介”程序设计如下：Private Sub MSComml On Comm(串口通信控件设置 D

15、im in dam As Varia ntSelect Case MSComml.CommEven通讯事件发生Case comEvReceive 有接收事件发生Do W1lile MSComml.InBu 自 ferCount0indata=MSComml.lnput 读地址码,功能码。数据数量。13字emp(i=AscB(i ndataIf emp(O&H3AThen 判断帧头MSComml.InBufferCount=0 停止接收Elsei=i+lEnd Ifloop万方数据杨思值光伙发电通信基站电源远程监剥系统的设计lfi=emp(2+5nen U#女 td1%=Tmei=0End】fE

16、nd%ol s IEnd SubRTHmshod=l in接#*l #*B8c。一事#十#事#MSComn%tlJnp= “4S00,n s l 口i 川 m 参# MS 岛 mml Pon0p+n:TmW hn*o太m能发自监测主要是 W太川脆自*l作时的各模块 的输八自川自m转口自 川、自m“&U #口&的计算月.# 目 *川刘目2mm.啊 i 日譬- ooo-oo 一 ttmWjAtAA? #” o? i:-。高。14-J K .八、山.:嚣:4 丑:嚣釜一A_一i Vffl月 2iH&* d#mFig2】nM rf（四）d “ l -Im collation4功能实现_】篁刘系统#有宴

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