基于LabVlEW太陽(yáng)能路燈充放電監測系統

4.2面板設計

在圖5所示的面板圖中，設置兩個(gè)開(kāi)關(guān)以選擇是監測電流、電壓還是同時(shí)監測。分別顯示電流實(shí)時(shí)采集曲線(xiàn)和電壓實(shí)時(shí)采集曲線(xiàn)，并配以數字顯示。在采集周期設置窗口，以秒為單位設置采樣周期。開(kāi)始采集按鈕同時(shí)具有暫停功能。全部采集結束后，選擇退出并回放按鈕，在回放波形窗將顯示采集電流波形，并計算其曲線(xiàn)下面積值作為電流充放電的安時(shí)數(能量值)。在面板的右下方同時(shí)顯示帶有日期、時(shí)間信息的全部數據列表，并顯示電流、電壓最大最小值。

圖5虛擬儀器面板圖

4.3程序結構描述

總體采用兩幀組成的平鋪?lái)樞蚪Y構(Flat Sequence)，第一幀完成的是數據采集及顯示、存儲;第二幀完成數據計算、回收及顯示運算結果。圖6給出的是第一幀圖形化程序。

圖6第一幀圖形化程序框圖

該幀采用定時(shí)循環(huán)結構(Timed Loop)，在進(jìn)入循環(huán)結構之前，利用OpetdCreate/Replace File VI建立要存儲的數據文件(.txt)的路徑及文件名，并調用iUSBDAQ_0penDevice函數打開(kāi)采集設備。當選擇開(kāi)始采集分支結構時(shí)，將打開(kāi)采集設備的兩個(gè)輸入通道輪流采集數據，得到二維數組。通過(guò)Delete From Array函數分離該數組，并分別通過(guò)兩個(gè)分支結構做為電流、電壓選擇開(kāi)關(guān)，經(jīng)數值標度變換送至波形?Chart.將Format Date/TimeString的日期時(shí)間信息輸出和兩數組通過(guò)Number To FractionalString轉化成的字符串輸出，由Concatenate Dtrings合并，經(jīng)Write File VI送入指定的磁盤(pán)數據文件中，以備分析、調用。

當選擇暫停采集或退出采集按鈕時(shí)，無(wú)論采集周期設置的是多少，都應迅速退出循環(huán)。為此，采用判斷循環(huán)次數和采集次數的算法。

采集次數=循環(huán)次數/采集周期。

以整除的結果為采集次數，并以余數為零做為一次采集結束的判斷條件。利用兩個(gè)分支結構可累計多次間斷的采集次數，直到選擇退出定時(shí)循環(huán)。由于設定的定時(shí)循環(huán)周期為1秒，無(wú)論是否在采集狀態(tài)，循環(huán)始終以1秒的周期運行。當按下退出采集按鈕時(shí)，最多等待時(shí)間為1秒即退出，而不是等待用戶(hù)設定的一個(gè)采樣周期。

采集數據結束，退出第一幀結構之前，通過(guò)Close File VI關(guān)閉文件，并通過(guò)iUSBDAQ-Release Defice關(guān)閉設備。圖7給出的是第二幀圖形化程序。

圖7第二幀圖形化程序框圖

該幀首先由Read Characters From File VI函數讀出磁盤(pán)數據文件中的數據。由于讀出的是字符串，要經(jīng)Spreadsheet StringTo Arrary函數將其轉為三維數組，再經(jīng)兩個(gè)Delete From Array將三維分離為三個(gè)一維數組。將電流信息數據送人BuildWaveform生成波形，由Chart顯示。同時(shí)將該組數據經(jīng)NumericIntegration.vi求積分，得曲線(xiàn)下面積值，在輸出能量窗顯示充放電的安時(shí)數。

在回放電流曲線(xiàn)的同時(shí)，在屏幕的String窗列表顯示每一次的采樣數據。電流和電壓信息數組再經(jīng)Reshape Array和Array maxmin找出最大值和最小值并顯示。

5結束語(yǔ)

利用LabVlEW軟件和USB采集模塊結合所開(kāi)發(fā)的虛擬儀器，較好地完成了對太陽(yáng)能路燈的蓄電池充放電的全程監測。

操作簡(jiǎn)單、界面友好、測量數據精度高。得到了電流表和電壓表單次測量而很難得到的數據。提高了測量效率、節約了儀器開(kāi)支。依此測得的數據可合理匹配太陽(yáng)能電池的輸出功率與蓄電池容量和負載的大小，發(fā)揮最大效益。同時(shí)，對延長(cháng)蓄電池的使用壽命、提高路燈的亮度和預算連續陰雨天的儲備能量都有實(shí)際意義。

該系統對其它電充蓄電池同樣有應用價(jià)值。在此基礎上可進(jìn)一步開(kāi)發(fā)控制單元，利用LabVlEW的PID工具包可對蓄電池的過(guò)充、過(guò)放、短路、反充及定時(shí)開(kāi)關(guān)等均可實(shí)現自動(dòng)化控制。