基于LabVlEW太阳能路灯充放电监测系统

1引言

太阳能路灯主要由太阳能光电池组件、蓄电池、充放电控制器、照明灯具四大部分组成。太阳能路灯普及推广的瓶颈已不是技术问题，而是成本问题。要在降低成本的基础上，提高系统的稳定性及发挥最大的效能，就要合理搭配太阳能光电池的输出功率和蓄电池容量及负载功率。为此，仅从理论计算是不够的。因为太阳光光强瞬息万变，充电电流和放电电流都在不断变化，理论计算会带来较大误差。只有采取自动跟踪监测充放电流才能准确确定光电池在不同季节和不同方位的最大功率输出。以此确定蓄电池和负载才是可靠的。

在LabVIEW软件平台上，结合数据采集卡，利用虚拟仪器技术可实现自动监测及数据分析任务。本文对自行研制开发的监测系统作一阐述。

2设计原理

利用调理电路对光电池的输出电流和蓄电池的放电电流及蓄电池的充放电工作电压进行一定频率的数据采样，由USB数据采集模块将采集数据送入计算机。在LabVIEW软件平台上进行适时显示和统计分析。原理框图见图1.

图1系统原理框图

3数据采集硬件配置

3.1调理电路

蓄电池输出信号是一种浮动信号。采用差分测量方式会最大限度地减小对被测电路的影响，同时也会减小测量误差。在本调理电路中，采用高精度低漂移的集成运算放大器ICL7650制作的差动放大器将串入充放电线路的精密小电阻之上的差动信号作为电流检测信号。将并入蓄电池的大电阻分压器获得的小信号作为电压信号。为消除干扰，用两个等值电阻分别接于差动放大器的两输入端与信号地之间。将两个差动放大器的输出信号送人USB采集模块的两个输入通道以完成信号调理及采集。调理电路见图2、图3。

图2电流信号调理

图3电压信号调理

3.2数据采集模块

本系统采用加拿大HYTEK公司生产的USB接1:3数据采集模块，型号为iUSBDAQ-U120816.它虽不是高端采集卡，但对于采集直流信号，特别是采样频率不是很高时，已足够达到集结束后，选择退出并回放按钮，在回放波形窗将显示采集要求。USB接口可方便地用于热插拔及即插即用。连接笔记电脑可实现现场数据监测。

3.3模块配置及驱动

在所用计算机上执行HYTEK公司提供的设备驱动程序iUSBDAQ-Driver.exe,即可激活采集模块。再将该公司提供的iUSBDAQ_ALL_Vis.LLb专用VI函数库拷贝到安装LabVlEW7.1目录的vl子目录下的User子目录，即可在BlockDiagramt和Front Panel编辑环境中调用User Functions和User Controls.

4软件开发

LabVIEW是美国国家仪器(NI烩司开发的广泛应用于仪器控制、自动化测试、数据分析处理等领域图形化编程语言，是优秀的开发虚拟仪器软件。在自动化测控领域得到越来越广泛的应用。开发本系统采用的是LabVIEW7.1版本。

4.1程序流程图(见图4)

图4程序流程图