应用于光伏组件检测的多通道数据采集系统研究

摘要

数据采集系统在多个领域都有着广泛应用，随着科技的发展和进步，对其性能指标的要求也变得越来越高。在一些特定的应用领域，例如航空、航海、军事等恶劣环境，对数据采集系统有着特定的要求。对这些领域来说，通用的数据采集系统难以满足要求，需要专用的数据采集系统。
　　光伏电站在运行过程中，光伏组件的光电转换效率会出现不同程度的衰减，从而影响光伏电站的发电量。对光伏组件的检测，仅仅是在出厂时进行完整的检测。对于户外的光伏组件，没有完整的检测方案和完整的检测系统。为了解决以上问题，本文从数据采集系统入手，设计了一套应用于光伏组件检测的高性价比数据采集系统，并提出了光伏电站电量的评估方法和实时检测方法。
　　首先，文章研究了数据采集的基本原理，并以此为依据，设计了一套数据采集系统。所设计系统具有8通道单端模拟输入，双通道差分模拟输入，双通道模拟输出；采集分辨率最小为38uV，输出最小分辨率为5mV。重点解决了两种通信方式，包括有线（USB）通信和无线（ZigBee）通信，同时解决了温度采集和日照采集的接口设计和数据处理问题。
　　然后，文章研究了数据采集系统的软件架构，包括上位机软件和下位机软件。用LabVIEW进行上位机数据采集平台和数据处理系统的搭建，从而解决了上位机和下位机通信、数据的保存和处理、UI界面的设计和上位机的数据共享等问题。用 C语言进行下位机开发，完成了接收上位机指令并解码、核心芯片驱动程序的开发和数据的处理与上传任务。
　　最后，依托所设计数据采集系统在光伏组件检测中的不同应用场景研究，提出了两种方法。一种是基于IV实测的光伏电站发电量估算方法。通过搭建测试平台和测试系统，获取光伏组件的IV特性曲线，最后经过对比分析，验证了基于IV实测的发电量估算方法的优越性。同时提出了一种光伏电站实时检测系统，并分析了光伏电站实时检测系统的原理。包括光伏组件和检测系统的连接、智能开关的控制逻辑等。

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第一章 绪 论

1.1 研究背景

1.2 数据采集系统的发展历程

1.3数据采集系统研究现状和发展趋势

1.4 课题选题意义和内容安排

第二章 数据采集系统理论分析

2.1 数据采集理论分析

2.2 数据采集系统组成

2.3 数据采集系统性能指标

2.4 本章小结

第三章 系统硬件研究设计

3.1 系统设计目标和总体架构

3.2 系统设计分析

3.3基于Altium Designer的电路设计

3.4 本章小结

第四章 系统软件研究设计

4.1 上位机软件设计

4.2 下位机软件设计

4.3 本章小结

第五章 数据采集系统在光伏组件检测中的应用研究

5.1 光伏电站发电量预测

5.2 光伏电站实时检测系统

5.4 本章小结

第六章 全文总结与展望

6.1 全文总结

6.2 后续工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间取得的成果