风资源评估数据记录仪

发布时间：2020-06-18 00:00

【摘要】：风能作为一种新兴的可再生能源,其发展有着重要的战略意义。由中国气象科学研究院绘制的全国年平均风功率密度分布图表明了我国风能资源储备非常丰富,风能利用前景广阔。而由前期测风设备获得的风电场资料对于第一手风场资料的获取、风机选择、风场址的选择、风机的排列都有重要的指导意义。但是我国的前期测风设备主要采用国外进口设备,不仅性价比低,而且存在着诸多不合理的因素,因此有必要开发一款性价比高、工作稳定可靠并能准确反映我国风场特征的数据记录仪。本文详尽描述了用P89LPC932单片机实现的风资源评估数据记录仪的设计过程。结合国内外测风记录仪的性能和优缺点,设计采用高性能MCU LPC932作为采集核心,内部12C总线通讯方式,各模块均采用低功耗、高性能器件,并严格按照风电场风能资源的有关标准编写程序,直接输出对风电场特征有重要意义的湍流强度,降低了后期处理误差。本设计考虑到传感器的适应性和先进性,按照湍流强度的测量要求选择相关传感器类型;为适应记录仪器的工作环境,在电源供给方面做充分考虑,保证了仪器工作可靠性和长期稳定性。实验表明,数据记录仪总体上达到了设计要求。
【学位授予单位】：中国气象科学研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TK81
【图文】：

配置图,管脚,配置图

图11P89LPC932管脚配置图上图可以看出，P89LPC932为28管脚芯片，其中VDD为芯片电源，定义输出类型的8位1/0口，每个口都可以由工/0口配置寄存器模式，每一位也可单独设定，在使用中要首先定义。P0、P1、P2均，均存在管脚复功能:P0.7可作定时器/计数器Tl，用于外部计数分别为TxD串行口输出和RxD串行口输入，可用于MCU的RS232串和Pl.3分别为CSL工C2串行时钟输入/输出和DSAZIC串行数据输为丽五外部中断输入;PI.5为丽了，作为复位管脚，使用时输入芯片复位;P3.O和P3.l为外部振荡器输入管脚。其他管脚由于到其复功能，所以在此不作赘述。设计原理图记录仪设计中的MCU电路原理图连接，如下图12所示:

原理图,外围器件,连接框

根据上面的原理图，我们可以对MUC及其外围电路的工作原理分析如下:七位格雷码风向传感器输出信号通过适配电路，由PZ.O一P2.6七个工/0通道采集;风速传感器的脉冲输出，通过74HCH施密特整形电路整形后，由计数通道T1采集，按照程序的有关公式处理、计算出真实的风速值;温度传感器的输出信号经过放大电路的处理后，和气压传感器一起送到AD/转换器ADS1100中，AD/转换以后，变成数字信号直接通过工C2总线交由MUC进行处理，其中温度信号的放大我们将在放大电路一节中作介绍，为了实现多要素的采集，我们使用LPc932的OP.o、P0.1、P0.2三个管脚作为MAX4O51的选择器的控制位，以实现要素采集的切换;芯片的复位电路的功能是保证系统的可靠复位，在任何需要的情况下。我们采用的是RC复位电路，具体的连接电路我们将在复位电路一节中具体的阐述，复位为低电平有效;MUC的外部时钟源从XTALI和XTAOL输入，采用M6HZ石英晶振或瓷片振荡器，有时候为了限制晶振驱动电平可串连电阻，这一点是对低频晶振非常重要，在此我们可以不需要连接;MUC的外部中断TI与时钟芯片PCF8563的

【引证文献】