一種基于風光互補發(fā)電的物聯(lián)網(wǎng)遠程監(jiān)控系統(tǒng)

2．1．2 數(shù)據(jù)采集板軟件設計
(1)通信協(xié)議的設定
在整個系統(tǒng)之中，具有無線射頻模塊的是數(shù)據(jù)采集板、數(shù)據(jù)集中器板和I／O控制板，在通信過程中，為保證通信的正確，需要對數(shù)據(jù)幀進行通信協(xié)議的設定，在數(shù)據(jù)幀結構中，數(shù)據(jù)統(tǒng)一設計成相同的組成部分，分別是起始位，地址位，數(shù)據(jù)位、校驗位與結束位。
(2)數(shù)據(jù)采集板程序的流程圖
控制系統(tǒng)要求做到數(shù)據(jù)實時的采集，并將采集到的現(xiàn)場信息按照通信協(xié)議進行打包，當接到集中器的上傳命令并確認正確后，立即將現(xiàn)場采集到的打包后數(shù)據(jù)信息發(fā)到集中器中。采集板的控制程序流程圖如圖5所示。

2．2 I／O控制板的設計
2．2．1 I／O控制板的硬件設計
現(xiàn)場開關信號通過光耦送至I／O控制板，當風機或光伏組件的電壓或者電流過高的時候，可能會損害系統(tǒng)或者負載，I／O控制板將通過控制繼電器來保護接入的負載。同時，I／O控制板可以將當前繼電器的狀態(tài)發(fā)送到控制中心并可以接收遠方控制中心的指令，開關繼電器，達到遠端控制現(xiàn)場的目的。
I／O控制板其單片機、串口通信模塊、電源穩(wěn)壓模塊、射頻模塊及時鐘電路與數(shù)據(jù)采集板的設計相同，不再贅述。I／O控制板與數(shù)據(jù)采集板不同之處為繼電器電路和光耦隔離輸入電路。繼電器電路選用的是歐姆龍公司的產(chǎn)品OMRON_G5Q-12VDC。輸入電路采用光耦隔離，選用最為常用的光耦隔離芯片TIL113。
2．2．2 I／O控制板的軟件設計
根據(jù)I／O控制板的設計目的，I／O控制板要實時監(jiān)控輸入信號，當發(fā)生異常時，要主動切斷與繼電器相連的負載，以保證整個系統(tǒng)的安全。同時，還可以接收監(jiān)測遠端控制中心通過無線射頻模塊發(fā)送的控制信息，控制現(xiàn)場繼電器的通斷和將自己現(xiàn)在的狀況回饋給監(jiān)控中心。按照設計要求，控制板的程序流程圖如圖6所示。

2．3 數(shù)據(jù)集中器板的設計與GPRS板
2．3．1 數(shù)據(jù)集中器板的設計目的
數(shù)據(jù)集中器要能夠依次接收數(shù)據(jù)采集板采集得到的信息，并將所有的信息按照通信協(xié)議打包并通過串口將信息發(fā)送到GPRS模塊，通過GPRS將信息發(fā)送到服務器。同時，集中器要能夠接收遠端控制中心的命令，并作出相應的動作，向控制器發(fā)送命令以控制現(xiàn)場情況。
2．3．2 數(shù)據(jù)集中器板的硬件設計
數(shù)據(jù)集中器板的電源穩(wěn)壓電路、時鐘電路、射頻模塊及串口通信模塊與數(shù)據(jù)采集板電路相同，不再贅述。
由于需要處理的信息更多，所以數(shù)據(jù)集中器板選用ATmega162作為核心芯片。ATmega162是高性能、低功耗，RISC架構的8位AVR微處理器。
2．3．3 GPRS模塊
GPRS模塊將數(shù)據(jù)集中器板集中打包的數(shù)據(jù)，通過中國移動網(wǎng)絡發(fā)送到服務器中，服務器軟件將信息提取存儲至數(shù)據(jù)庫中。GPRS板選用EP220P模塊。
數(shù)據(jù)集中器板與GPRS板通過RS 232串口連接，由于EP220P模塊采用全透明的數(shù)據(jù)傳輸，只需要按照數(shù)據(jù)手冊設置好GPRS模塊的串口波特率，串口數(shù)據(jù)位，串口校驗位，短信中心號碼，ID號，本地端口號，服務器IP地址，服務器端口號和通信協(xié)議TCP Client模式。
2．3．4 數(shù)據(jù)集中器的軟件設計
數(shù)據(jù)集中器板采取輪循的方式，依次讀取數(shù)據(jù)采集板所采集的信息，當信息采集完畢之后，將所有信息打包，把信息送到GPRS模塊之中，并隨時檢驗遠端收到的命令，校驗正確之后，按照命令將命令發(fā)送到相應的下位機板中。其系統(tǒng)流程圖如圖7所示。