基于ARM-Linux的光伏逆变器监控系统的研究

【摘要】：光伏并网发电的技术已经越来越广泛的被应用到世界各国,在全球能源紧缺的背景下,其环保、绿色、经济的优点,使得太阳能成为今后大力开发的新能源之一。作为光伏并网发电系统中最为核心的部件,逆变器的能否正常工作直接影响整个电网系统的健康运营。所以,设计出一套智能的监控系统使得光伏逆变器工作在安全、高效、可控的状态显得尤为重要,这也是近年来光伏发电领域越来越重视的问题。 本文是基于ARM9平台上嵌入Linux操作系统的光伏逆变器监控的设计,通过嵌入Web服务器接入网络来访问和控制逆变器,很好的保证了逆变器安全、高效的工作。本系统整体的监控框架为：光伏逆变器通过RS485总线与ARM监控平台相连接,在ARM平台上嵌入Linux操作系统并移植Web服务器,远端监控人员通过输入正确的IP地址来查看和控制逆变器。 本文主要设计了监控平台的硬件,并在硬件平台上搭建Linux操作系统的软件平台,并实现了嵌入式SQLite数据库和Web服务器的功能。硬件设计部分主要有：电源电路、USB电路、JTAG电路、RS485接口、以太网接口以及扩展口电路的设计等；软件设计包括：嵌入式Linux操作系统的移植、开发环境的搭建、驱动程序的编程、SQLite数据库的移植以及Web服务器构建的详细过程。文章的最后还论述了应用程序和监控页面设计的详细过程。经过系统测试的结果可知,本系统能有效的通过Web服务器访问和控制逆变器,达到预期的目的。 【关键词】：光伏逆变器 S3C2440 嵌入式Linux Web SQLite CGI程序
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 1 绪论12-18
• 1.1 课题研究的背景及意义12-13
• 1.2 国内外研究现状和趋势13-15
• 1.3 本文的内容安排15-18
• 2 光伏逆变器监控系统的整体设计18-22
• 2.1 监控系统设计原理18-19
• 2.2 监控系统的硬件结构19
• 2.3 监控系统的软件结构19-21
• 2.3.1 系统的软件结构19-20
• 2.3.2 嵌入式操作系统的选择20-21
• 2.3.3 嵌入式Web服务器概述21
• 2.4 本章小结21-22
• 3 监控系统硬件平台的搭建22-30
• 3.1 系统处理芯片的选型22-23
• 3.2 电源电路设计23-24
• 3.3 扩展接口电路设计24-25
• 3.4 串口通信电路设计25
• 3.5 以太网接口电路设计25-27
• 3.6 USB接口电路设计27
• 3.7 JTAG调试接口电路设计27-28
• 3.8 本章小结28-30
• 4 嵌入式Linux系统的构建30-50
• 4.1 Linux开发环境的建立30-31
• 4.2 Bootloader的移植31-33
• 4.2.1 U-Boot的介绍31
• 4.2.2 U-Boot的移植与调试31-33
• 4.3 Linux系统的定制与移植33-35
• 4.4 文件系统的移植35-37
• 4.5 嵌入式数据库SQLite37-41
• 4.5.1 SQLite的介绍38
• 4.5.2 SQLite的体系结构38-40
• 4.5.3 SQLite在Linux下的移植40-41
• 4.6 Linux设备驱动程序开发41-48
• 4.6.1 Linux设备驱动概述41-43
• 4.6.2 USB接口设备驱动移植43-44
• 4.6.3 网络设备DM9000A网卡驱动移植44-48
• 4.7 本章小结48-50
• 5 监控系统上层应用软件的设计50-62
• 5.1 嵌入式Web服务器的构建50-54
• 5.1.1 嵌入式Web服务器概述50
• 5.1.2 Boa服务器的工作原理50-51
• 5.1.3 Boa服务器的移植51-54
• 5.2 应用程序的设计54-57
• 5.2.1 套接字的介绍54-55
• 5.2.2 CGI简述55-56
• 5.2.3 CGI与SQLite的交互56-57
• 5.3 Web监控界面的设计57-60
• 5.4 本章小结60-62
• 6 系统测试62-66
• 6.1 系统测试平台的建立62-64
• 6.2 系统功能的实现64-65
• 6.3 本章小节65-66
• 7 总结与展望66-70
• 7.1 总结66-67
• 7.2 展望67-70
• 参考文献70-74
• 致谢74-76
• 作者简介及读研期间主要科研成果76

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