大田“四情”监测系统中太阳能电池供电系统设计及应用

摘要

利用物联网和信息技术，是解决现代农业精准管理和智能化控制的重要方法，为构建区域化、低成本与当代农业信息技术相结合的新型农业生产形态，及促进智慧农业发展做出重要贡献。
　　本文在“大田环境信息及作物‘四情’信息采集与系统分析研究和示范应用”项目的基础上主要研究大田“四情”监测系统中独立太阳能发电系统的设计与应用问题。由于项目要求对田间作物的苗情、墒情、灾情、病虫草情进行即时的数据监测，就要在田间架设摄像头，根据实际情况，则要利用独立太阳能供电系统为其提供电能，本文的主要工作包括以下几个方面。
　　首先研究了太阳能电池的原理，在其基础上分析了太阳能电池的伏安特性和功率特性，总结了环境因素对其输出的具体影响，而且使用Simulink对太阳能电池进行了仿真。其次对常用的三种最大功率点跟踪的算法进行了研究和仿真，总结了各自的优缺点，提出了一种混合型的最大功率跟踪算法，利用Matlab/Simulink对该算法进行了仿真，并与其他算法比较了其优越性。最后对大田“四情”监测系统中太阳能供电系统进行了设计，通过对整个供电系统的原理的分析，确定了各个模块的参数，搭建了实际的监测系统，并且利用ZigBee模块对独立太阳能发电系统的用电情况进行实时采样与监测。

目录

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摘要

第一章绪论

1．1研究背景

1．2国内外的研究现状和发展

1．3太阳能电池发电原理

1．4最大功率点跟踪技术(MPPT)

1．5胶体铅酸蓄电池

1．6课题意义与研究内容

第二章太阳能电池仿真模型的建立及输出特性分析

2．1太阳能电池的数学模型

2．2太阳能光伏电池的分类

2．3太阳能电池Matlab／Simulink仿真模型的建立

2．4影响太阳能电池板输出特性因素的分析

2．5本章小结

第三章最大功率点跟踪的研究

3．1最大功率点跟踪原理

3．2最大功率点跟踪算法

3．3 DC-DC变换器原理及分析

3．4 Buck电路实现太阳能电池MPPT算法的Matlab仿真

3．5混合最大功率点跟踪算法的实现

3．6本章小结

第四章独立太阳能发电系统

4．1视频监控系统

4．2独立太阳能发电系统设计

4．3独立太阳能发电系统日发电量的计算

4．4铅酸蓄电池的原理与串并联设计

4．5逆变器与控制器的选择

4．6实验数据的采集与分析

4．7本章小结

5．1总结

5．2展望

参考文献

致谢

附录

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