基于LabVlEW太阳能路灯充放电监测系统

　　4.2面板设计

　　在图5所示的面板图中，设置两个开关以选择是监测电流、电压还是同时监测。分别显示电流实时采集曲线和电压实时采集曲线，并配以数字显示。在采集周期设置窗口，以秒为单位设置采样周期。"开始采集"按钮同时具有暂停功能。全部采集结束后，选择"退出并回放"按钮，在回放波形窗将显示采集电流波形，并计算其曲线下面积值作为电流充放电的安时数(能量值)。在面板的右下方同时显示带有日期、时间信息的全部数据列表，并显示电流、电压最大最小值。

　　图5虚拟仪器面板图

　　4.3程序结构描述

　　总体采用两帧组成的平铺顺序结构(Flat Sequence)，第一帧完成的是数据采集及显示、存储;第二帧完成数据计算、回收及显示运算结果。图6给出的是第一帧图形化程序。

　　图6第一帧图形化程序框图

　　该帧采用定时循环结构(Timed Loop)，在进入循环结构之前，利用OpetdCreate/Replace File VI建立要存储的数据文件(。txt)的路径及文件名，并调用iUSBDAQ_0penDevice函数打开采集设备。当选择开始采集分支结构时，将打开采集设备的两个输入通道轮流采集数据，得到二维数组。通过Delete From Array函数分离该数组，并分别通过两个分支结构做为电流、电压选择开关，经数值标度变换送至波形?Chart.将Format Date/TimeString的日期时间信息输出和两数组通过Number To FractionalString转化成的字符串输出，由Concatenate Dtrings合并，经Write File VI送入指定的磁盘数据文件中，以备分析、调用。

　　当选择"暂停采集"或"退出采集"按钮时，无论采集周期设置的是多少，都应迅速退出循环。为此，采用判断循环次数和采集次数的算法。

　　采集次数=循环次数/采集周期。

　　以整除的结果为采集次数，并以余数为零做为一次采集结束的判断条件。利用两个分支结构可累计多次间断的采集次数，直到选择退出定时循环。由于设定的定时循环周期为1秒，无论是否在采集状态，循环始终以1秒的周期运行。当按下"退出采集"按钮时，最多等待时间为1秒即退出，而不是等待用户设定的一个采样周期。

　　采集数据结束，退出第一帧结构之前，通过Close File VI关闭文件，并通过iUSBDAQ-Release Defice关闭设备。图7给出的是第二帧图形化程序。

　　图7第二帧图形化程序框图

　　该帧首先由Read Characters From File VI函数读出磁盘数据文件中的数据。由于读出的是字符串，要经Spreadsheet StringTo Arrary函数将其转为三维数组，再经两个Delete From Array将三维分离为三个一维数组。将电流信息数据送人BuildWaveform生成波形，由Chart显示。同时将该组数据经NumericIntegration.vi求积分，得曲线下面积值，在输出能量窗显示充放电的安时数。

　　在回放电流曲线的同时，在屏幕的String窗列表显示每一次的采样数据。电流和电压信息数组再经Reshape Array和Array max

　　5结束语

　　利用LabVlEW软件和USB采集模块结合所开发的虚拟仪器，较好地完成了对太阳能路灯的蓄电池充放电的全程监测。

　　操作简单、界面友好、测量数据精度高。得到了电流表和电压表单次测量而很难得到的数据。提高了测量效率、节约了仪器开支。依此测得的数据可合理匹配太阳能电池的输出功率与蓄电池容量和负载的大小，发挥最大效益。同时，对延长蓄电池的使用寿命、提高路灯的亮度和预算连续阴雨天的储备能量都有实际意义。

　　该系统对其它电充蓄电池同样有应用价值。在此基础上可进一步开发控制单元，利用LabVlEW的PID工具包可对蓄电池的过充、过放、短路、反充及定时开关等均可实现自动化控制。