太阳电池测试系统的软件设计研究

太阳电池测试系统的软件设计研究

论文摘要

太阳电池测试系统尤其是便携式户外光伏测试系统具有较大的商业价值,本文开发的高精度、低成本、便携式太阳电池参数测试系统对于光伏产业发展和测试系统国产化具有积极意义。本文在阐述太阳电池特性参数测试原理的基础上,探索了用来取代当前辐照度传感器的方法,提出了光照度传感器替代辐照度传感器的设计方案,给出了整体测试系统的设计方法,实现了参数测试功能的软件设计。研发的光伏阵列I-V特性测试系统基于ARM-Linux开发平台,以型号为S3C2440的ARM9处理器作为控制器,DS18B20芯片作为温度传感器,普通硅光电池作为辐照度传感器,采用电容充电方法来实现整个I-V特性曲线的精确测量。用触摸屏显示阵列的I-V曲线及相关特征参数,并设计软件按钮以实现仪器的操作。结合太阳电池工程用数学模型和I-V特性预估算法以软件程序实现参数的优化和预估。主要进行引导加载程序、操作系统和文件系统的移植、烧写,相关底层驱动如触摸屏、充放电回路开关管的GPIO控制驱动、DS18B20的控制驱动、电压电流光强的ADC采集驱动的编写、编译,终端应用程序如数据处理、界面显示等程序的编写、调试等工作,实现了系统软件设计功能。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 1 绪论
  • 1.1 太阳能电池技术概述
  • 1.2 国内外太阳能产业发展概况
  • 1.3 太阳能光伏产品检测技术现状
  • 1.4 本文研究目的和主要内容
  • 2 太阳电池的测试原理
  • 2.1 太阳电池的I-V 特性与日照强度和温度对其影响
  • 2.2 太阳电池数学模型
  • 2.3 光伏阵列现场测试方法
  • 2.4 本章小结
  • 3 光照度传感器替代辐照度传感器的理论分析
  • 3.1 太阳能量光谱分布
  • 3.2 光谱的光视效能关系
  • 3.3 本章小结
  • 4 太阳电池参数测试系统的结构设计
  • 4.1 系统的整体结构
  • 4.2 动态电容充放电主电路设计
  • 4.3 电压、电流采集模块的设计
  • 4.4 辐照度采集模块的设计
  • 4.5 温度采集模块的设计
  • 4.6 本章小结
  • 5 太阳电池参数测试系统的软件设计
  • 5.1 引导加载程序的移植
  • 5.2 操作系统移植
  • 5.3 文件系统的移植
  • 5.4 部分设备驱动程序的设计
  • 5.5 终端应用程序的设计
  • 5.6 本章小结
  • 6 太阳电池测试系统调试及数据分析
  • 6.1 测试系统调试及数据分析
  • 6.2 本章小结
  • 7 总结与展望
  • 7.1 全文总结
  • 7.2 展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录1 表格
  • 附录2 脚本
  • 相关论文文献

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