基于ARM的太阳电池测试系统硬件及驱动设计研究

论文摘要

太阳能作为最主要的可再生清洁能源越来越受到世界各国的广泛关注。随着光伏产业的迅猛发展,开发便携式高精度低成本低功耗的太阳电池测试系统不仅具有一定的学术价值,而且具有十分重要的商业价值。为此,本文的研究目的主要是开发一种基于ARM的太阳电池电性能参数测试系统。本文首先分析了太阳电池测试设备存在的问题,其次在论述太阳电池的基本工作原理和测试原理的基础上,对比几种测试方法选择了一种合适的设计方案。测试系统设计方案采用电容充电模拟电子负载的阻值变化来取代电子负载,用ARM控制测试系统,在ARM板上移植嵌入式Linux系统,采用触摸屏作为人机交互界面,测试系统在非标准条件下进行测试,具有便携、低成本、低功耗、操作简单方便等优点。接着详细阐述了测试系统的硬件电路和驱动程序设计。硬件电路方面分别分析了四种采样电路、调理及接口电路、ARM系统电路的原理和原理图设计,并用Proteus仿真软件对设计方案原理和硬件电路进行了仿真验证;驱动程序方面分析了设备驱动程序的特点、Linux系统和Linux下的设备驱动程序开发基础和设计流程,开发了太阳电池测试系统的驱动程序,详细介绍了各个驱动与硬件相关的设计,并对驱动程序进行了初步调试。仿真和调试结果表明系统硬件电路正确,设备驱动程序能正常运行。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 太阳能应用概述
• 1.2 太阳电池技术国内外发展现状
• 1.3 太阳电池测试设备技术中的若干问题
• 1.4 本文研究目的与主要内容
• 2 太阳电池参数的测试原理和方法
• 2.1 太阳电池基本工作原理
• 2.2 太阳电池性能参数表征
• 2.3 太阳电池测试原理及方法
• 2.4 本章小结
• 3 太阳电池测试系统硬件设计
• 3.1 太阳电池测试系统的总体设计
• 3.2 采样电路设计
• 3.3 调理及接口电路设计
• 3.4 ARM 系统电路设计
• 3.5 硬件电路仿真及调试
• 3.6 本章小结
• 4 太阳电池测试系统驱动程序设计
• 4.1 设备驱动程序
• 4.2 Linux 驱动程序
• 4.3 ADC 驱动程序设计
• 4.4 GPIO 驱动程序设计
• 4.5 DS18B20 驱动程序设计
• 4.6 本章小结
• 5 总结与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 今后的改进工作
• 致谢
• 参考文献