CN104506133B - 一种基于ucos控制的太阳能逆变器 - Google Patents

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    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Abstract

本发明公开了一种基于UCOS控制的太阳能逆变器，包括用于输出的12V直流电的蓄电池、控制器、主控芯片、用于检测直流电的ADC检测单元、用于对直流电进行电压升降的供电电源模块、无线模块、传感器模块和用于对直流电进行逆变的逆变器；本发明设计触摸操作屏。可以控制逆变器工作模式，实时显示系统运行状态，显示各路采集的信息并绘制相关函数曲线，便于后期的数据整合可以实现无线控制，传送采集信息，特别适合建在偏远地区无人值守的太阳能电站，且设备硬件成本低廉，易学易用，方便普及。

Description

一种基于UCOS控制的太阳能逆变器
技术领域
本发明涉及逆变器技术领域，具体涉及一种基于无线传感网络，ZIGBEE通信技术，触屏控制技术于一体的嵌入式太阳能逆变器。
背景技术
为了缓解目前日益紧张的电能需求，太阳能这种清洁低成本的能源特别适合电能的可持续发展。现在光伏发电板，电能储存技术的发展已经很成熟了，可以做到方便的将太阳能转变为电能输送到用户手中，让用户可以方便的用上清洁能源。电源逆变，ZIGBEE无线技术成本低，技术成熟，方便普及。
发明内容
本发明针对现有逆变器的不足，提供了一种基于UCOS控制的太阳能逆变器。
为解决以上问题，本发明采用了基于UCOS控制的太阳能逆变器，包括用于输出的12V直流电的蓄电池、控制器、主控芯片、用于检测直流电的ADC检测单元、用于对直流电进行电压升降的供电电源模块、无线模块、传感器模块和用于对直流电进行逆变的逆变器。12V直流电的蓄电池经ADC检测单元检测后的直流电分别为供电电源模块和逆变器提供电流，所述经供电电源模块升降后得到的不同电压分别提供给控制器，无线模块和传感器模块，所述逆变器逆变后的电流经传感器模块检测后输出为用电设备所需的220V/50Hz交流电，所述ADC检测单元检测到的电流信号以及传感器模块检测到的电流信号均传送到主控芯片，所述主控芯片将接收到的电流信息通过无线模块发送到控制器，所述控制器通过对于电流信息的分析发出控制信号，所述主控芯片根据接收到的控制信号对逆变器进行控制；
所述的主控芯片为STM32F103VET6；所述控制器为ILI9341触摸屏；所述ILI9341触摸屏的DB00引脚与主控芯片STM32F103VET6的60引脚连接、所述的ILI9341触摸屏的DB01引脚与主控芯片STM32F103VET6的61引脚连接、所述的ILI9341触摸屏的DB02引脚与主控芯片STM32F103VET6的81引脚连接、所述的ILI9341触摸屏的DB03引脚与主控芯片STM32F103VET6的82引脚连接、所述的ILI9341触摸屏的DB04引脚与主控芯片STM32F103VET6的38引脚连接、所述的ILI9341触摸屏的DB05引脚与主控芯片STM32F103VET6的39引脚连接、所述的ILI9341触摸屏的DB06引脚与主控芯片STM32F103VET6的40引脚连接、所述的ILI9341触摸屏的DB07引脚与主控芯片STM32F103VET6的41引脚连接、所述的ILI9341触摸屏的DB08引脚与主控芯片STM32F103VET6的42引脚连接、所述的ILI9341触摸屏的DB09引脚与主控芯片STM32F103VET6的43引脚连接、所述的ILI9341触摸屏的DB10引脚与主控芯片STM32F103VET6的44引脚连接、所述的ILI9341触摸屏的DB11引脚与主控芯片STM32F103VET6的45引脚连接、所述的ILI9341触摸屏的DB12引脚与主控芯片STM32F103VET6的46引脚连接、所述的ILI9341触摸屏的DB13引脚与主控芯片STM32F103VET6的54引脚连接、所述的ILI9341触摸屏的DB14引脚与主控芯片STM32F103VET6的55引脚连接、所述的ILI9341触摸屏的DB15引脚与主控芯片STM32F103VET6的56引脚连接；所述ILI9341触摸屏的LEDRESET引脚与主控芯片STM32F103VET6的98引脚连接；所述ILI9341触摸屏的RD引脚与主控芯片STM32F103VET6的85引脚连接、所述ILI9341触摸屏的RS引脚与主控芯片STM32F103VET6的57引脚连接、所述ILI9341触摸屏的WR引脚与主控芯片STM32F103VET6的86引脚连接；所述ILI9341触摸屏的CS_MAIN引脚与主控芯片STM32F103VET6的88引脚连接；所述ILI9341触摸屏的SPI-SCK引脚与主控芯片STM32F103VET6的30引脚连接、SPI-MOSI引脚与主控芯片STM32F103VET6的32引脚连接、SPI-CS引脚与主控芯片STM32F103VET6的93引脚连接、SPI-MISO引脚与主控芯片STM32F103VET6的31引脚连接；所述ILI9341触摸屏的2046-INT引脚与主控芯片STM32F103VET6的92引脚连接； 所述ILI9341触摸屏的LIGHT-PWM与主控芯片STM32F103VET6的59引脚连接；所述ILI9341触摸屏的LED-K引脚和LED-A引脚分别连接5V电源；所述ILI9341触摸屏的VCC引脚连接3.3V电源；所述主控芯片STM32F103VET6连接有第一晶振电路、第二晶振电路、复位电路、JLINK_V8下载口；
作为优选，所述的第一晶振电路包括第一电容C1、第二电容C2和第一晶振X1； 第一电容C1的一端与第二电容C2的一端连接并接地；第一电容C1的另一端与第一晶振X1的一端连接并与主控芯片STM32F103VET6的12引脚连接、第二电容C2的另一端与第一晶振X1的另一端连接并与主控芯片STM32F103VET6的13引脚连接；
作为优选，所述的第二晶振电路包括第三电容C3、第四电容C4和第二晶振X2； 第三电容C3的一端与第四电容C4的一端连接并接地；第三电容C3的另一端与第二晶振X2的一端连接并与主控芯片STM32F103VET6的8引脚连接、第四电容C4的另一端与第二晶振X2的另一端连接并与主控芯片STM32F103VET6的9引脚连接；
作为优选，所述的复位电路包括第一按键SW-PB、第一电阻R1、第五电容C5；第一按键SW-PB的一端与第五电容C5的一端连接并接地；第一按键SW-PB的另一端与第五电容C5的另一端、第一电阻R1的一端连接并与主控芯片STM32F103VET6的14引脚连接；第一电阻R1的另一端与3.3V电源连接；
作为优选，所述的JLINK_V8下载口包括第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第六电容C6；第四电阻R4的一端与第五电阻R5一端、第六电阻R6一端、第七电阻R7一端、第六电容C6一端连接并与JLINK_V8下载口的1引脚、2引脚连接接电源+3.3V；第四电阻R4的另一端与JLING下载口的3引脚连接并与主控芯片STM32F103VET6的90引脚连接；第五电阻R5的另一端与JLING下载口的5引脚连接并与主控芯片STM32F103VET6的77引脚连接；第六电阻R6的另一端与JLING下载口的7引脚连接并与主控芯片STM32F103VET6的72引脚连接；第七电阻R7的另一端与JLING下载口的13引脚连接并与主控芯片STM32F103VET6的89引脚连接；第八电阻R8的一端与JLING下载口的9引脚连接并与主控芯片STM32F103VET6的76引脚连接；第八电阻R8的另一端与JLING下载口的4引脚、6引脚、8引脚、10引脚、12引脚、14引脚、16引脚、18引脚、20引脚、第六电容C6另一端连接接地；
作为优选，所述的ADC检测单元包括第二电阻R2、第三电阻R3；第二电阻R2的一端与蓄电池输出端连接；第二电阻R2的另一端与第三电阻R3的一端连接并输出电压+12V；第三电阻R3的另一端与主控芯片STM32F103VET6的16引脚连接；
作为优选，所述的供电电源模块包括BOOST电路、BUCK电路、控制板供电电路、传感器供电电路，
所述的BOOST电路包括第一升压MC34063、第一电感L1、第一二极管D1、第七电容C7、第一电解电容C8、第二电解电容C9、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14；第一升压MC34063 的1引脚与第一电感L1一端、第一二极管D1正极连接、第一升压MC34063 的2引脚与4引脚、第七电容C7一端、第二电解电容C9负极连接接地；第一升压MC34063 的3引脚与第七电容C7另一端连接；第二电解电容C9正极与第十四电阻R14一端、第一二极管D1负极连接,输出30V直流电；第十四电阻R14另一端与第一升压 的5引脚、第十三电阻R13的一端连接；第十三电阻R13另一端与第一电解电容C8负极连接接地；第一升压的6引脚与第一电解电容C8正极、第十二电阻R12一端连接接电源12V；第一升压 的7引脚与第十二电阻R12另一端、第十一电阻R11一端、第一电感L1另一端连接；第一升压 的8引脚与第十一电阻R11另一端连接；
所述的BUCK电路包括第二降压MC34063、第二二极管D2、第二电感L2、第三电解电容C11、第四电解电容C12、第八电容C10、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第二降压MC34063的 1引脚与7引脚、8引脚、第十五电阻R15一端连接；第二降压MC34063的2引脚与第二二极管D2负极连接；第二二极管D2正极与第二电感L2一端连接；第二电感L2另一端与第三电解电容C11正极、第十七电阻R17一端连接、输出5V直流电；第二降压MC34063的 3引脚与第八电容C10一端连接；第八电容C10另一端与第二降压MC34063的 4引脚、第三电解电容C11负极连接接地；第十七电阻R17另一端与第二降压MC34063的 5引脚、第十六电阻R16一端连接；第十六电阻R16另一端与第四电解电容C12负极连接接地；第四电解电容C12正极与第二降压MC34063的 6引脚、第十五电阻R15另一端连接接电源12V；
所述的控制板供电电路包括第一LM1117、第一钽电容C13、第二钽电容C15、第九电容C14、第十电容C16、第十八电阻R18、第一发光二极管DS1、第一钽电容C13正极与第九电容C14一端、第一LM1117的VIN引脚连接并接5V电源；第一LM1117的VOUT引脚与第二钽电容C15正极、第十电容C16一端、第十八电阻R18一端连接、输出3.3V直流电；第十八电阻R18另一端与第一发光二极管DS1正极连接；第一发光二极管DS1负极与第十电容C16另一端、第二钽电容C15负极、第一LM1117的GND引脚、第九电容C14另一端、第一钽电容C13负极连接接地；
所述的传感器供电电路包括第十九电阻R19、第二十电阻R20、第五电解电容C17、第六电解电容C18、第十九电阻R19一端与第五电解电容C17正极连接接输出端1；第二十电阻R20一端与第六电解电容C18负极连接接输出端3；第十九电阻R19另一端与第二十电阻R20另一端、第五电解电容C17负极、第六电解电容C18负极连接接输出端2；由此可得、1端与2端电压为15V、2端与3端电压为-15V；
作为优选，所述无线模块为无线ZIGBEE模块。所述的无线模块包括第一CC2530、第三晶振X3、第四晶振X4、第三电感L3、第四电感L4、第五电感L5、第二十一电阻R21、第十一电容C19、第十二电容C20、第十三电容C21、第十四电容C22、第十五电容C23、第十六电容C24、第十七电容C25、第十八电容C26、第十九电容C27、第二十电容C28、第二十一电容C29、第二十二电容C30、第二十三电容C31、第二十四电容C32、第二十五电容C33、第二十六电容C34、第二十七电容C35、第二十八电容C36。第一CC2530的1引脚、2引脚、3引脚、4引脚GND分别接地；第一CC2530的10引脚与21引脚、24引脚、27引脚、28引脚、29引脚、31引脚、39引脚连接、第十一电容C19一端、第十二电容C20一端、第十三电容C21一端、第十四电容C22一端、第十五电容C23一端、第十六电容C24一端、第十七电容C25一端、第十八电容C26一端、第三电感L3连接；第十一电容C19另一端、第十二电容C20另一端、第十三电容C21另一端、第十四电容C22另一端、第十五电容C23另一端、第十六电容C24另一端、第十七电容C25另一端、第十八电容C26另一端、电容C18另一端分别连接接地；第三电感L3另一端接电源5V、第二十八电容C36一端与第一CC2530的40引脚连接；第二十八电容C36另一端与第二十四电容C32一端、第二十五电容C33一端连接接地。第二十四电容C32的另一端与第三晶振X3的一端连接并与第一CC2530的33引脚连接；第二十五电容C33的另一端与第三晶振X3的另一端连接并与第一CC2530的32引脚连接；第十九电容C27的一端与第一 CC2530的26引脚连接；第十九电容C27的另一端与第四电感L4的一端、第二十二电容C30的一端连接；第二十二电容C30的另一端与第二十三电容C31的一端、第五电感L5的一端连接；第二十三电容C31的另一端与天线连接；第四电感L4的另一端与第二十一电阻R21的一端连接接地；第二十一电阻R21的另一端与第一CC2530的30引脚连接；第二十电容C28的一端与第一CC2530的25引脚连接；第二十电容C28的另一端与第二十一电容C29的一端、第五电感L5的另一端连接；第二十七电容C35的一端与第四晶振X4的一端连接并与第一CC2530的23引脚连接；第二十六电容C34的一端与第四晶振X4的一端连接并与第一CC2530的22引脚连接；第二十七电容C35的另一端与第二十六电容C34的另一端连接接地；第一 CC2530的14引脚与主控芯片STM32F103VET6的68引脚连接；第一CC2530的15引脚与主控芯片STM32F103VET6的69引脚连接；
作为优选，所述的传感器模块包括第一DS18B20、第一霍尔传感器JP2、第一运放LM324、第一滑动变阻器RP1、第二滑动变阻器RP2、第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、第二十四电阻R24、第二十五电阻R25、第二十六电阻R26、第二十七电阻R27、第二十八电阻R28、第二十九电阻R29、第二十九电容C37,第三二极管D3、第一PNP三极管Q1、第一继电器SW、第一DS18B20的2引脚与第二十二电阻R22一端、主控芯片STM32F103VET6的35引脚连接；第二十二电阻R22的另一端与第一DS18B20的1引脚、第二十九电容C37的一端连接接电源3.3V；第二十九电容C37另一端与第一DS18B20的3引脚连接接接地；第一霍尔传感器JP2的1引脚接电源+15V；第一霍尔传感器JP2的2引脚接电源-15V；第一霍尔传感器JP2的3引脚与第一运放LM324的3引脚连接；第一霍尔传感器JP2的4引脚与第一运放LM324的5引脚连接；第一霍尔传感器JP2的5引脚与第一运放LM324的11引脚、第二十七电阻R27的一端连接接地；第一运放LM324的2引脚与第一滑动变阻器RP1的一端及滑片、第二十五电阻R25的一端连接；第一运放LM324的1引脚与第一滑动变阻器RP1另一端、第二十三电阻R23一端连接；第一运放LM324的6引脚与第二滑动变阻器RP2的一端及滑片、第二十五电阻R25的另一端连接；第一运放LM324的7引脚与第二滑动变阻器RP2另一端、第二十六电阻R26一端连接；第二十三电阻R23另一端与第一运放LM324的13引脚、第二十四电阻R24的一端连接；第二十六电阻R26的另一端与第一运放LM324的12引脚、第二十七电阻R27的另一端连接；第二十四电阻R24的另一端与第一运放LM324的14引脚、第二十八电阻R28的一端连接；第二十八电阻R28的另一端与主控芯片STM32F103VET6的36引脚连接；第一继电器SW的3引脚接AC1；第二十九电阻R29的一端与主控芯片STM32F103VET6的98引脚连接；第二十九电阻R29的另一端与第一PNP三极管Q1的基极连接；第一PNP三极管的发射极接地；第一PNP三极管的源极与第一继电器SW的1引脚、第三二极管D3的正极连接；第三二极管D3的负极与第一继电器SW的2引脚连接。第一继电器的4引脚接输出AC_OUT。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
1、本发明设计触摸操作屏。可以控制逆变器工作模式，实时显示系统运行状态，显示各路采集的信息并绘制相关函数曲线，便于后期的数据整合。
2、本发明配备无线ZIGBEE模块。可以实现无线控制，传送采集信息，特别适合建在偏远地区无人值守的太阳能电站。
3、设备硬件成本低廉，易学易用，方便普及。
附图说明
图1为本发明的原理框图；
图2为主控芯片连接示意图；
图3为触摸屏连接示意图；
图4为第一晶振电路原理图；
图5为第二晶振电路原理图；
图6为复位电路原理图；
图7为JLINK_V8下载口电路原理图；
图8为ADC检测单元电路原理图；
图9为BOOST电路原理图；
图10为BUCK电路原理图；
图11为控制板供电电路原理图；
图12为传感器供电电路原理图；
图13为无线模块连接示意图；
图14为传感器模块连接示意图。
具体实施方式
为使发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明的针对现有技术的不足，给出一下实施例：
如图1所示，提供一种基于UCOS控制的太阳能逆变器，包括用于输出的12V直流电的蓄电池、控制器、主控芯片、用于检测直流电的ADC检测单元、用于对直流电进行电压升降的供电电源模块、无线模块、传感器模块、用于对直流电进行逆变的逆变器、经ADC检测单元检测后的直流电分别为主控芯片、供电电源模块和逆变器提供电流、所述经供电电源模块升降后得到的不同电压分别提供给无线模块和传感器模块，所述逆变器逆变后的电流经传感器模块检测后输出为用电设备所需的220V/50Hz交流电，所述ADC检测单元检测到的电流信号以及传感器模块检测到的电流信号均传送到主控芯片，所述主控芯片将接收到的电流信息通过无线模块发送到控制器，所述控制器通过对于电流信息的分析发出控制信号，所述主控芯片根据接收到的控制信号对逆变器进行控制。其中无线模块为无线ZIGBEE模块。
可将系统实时概况通过各种信息传回用户操作界面，方便用户对逆变器的操作和监控。逆变器运行概况不仅可以实时显示在触摸屏上，还能通过ZIGBEE无线模块传输到指定的接受设备。用户不仅可以从触摸屏上控制逆变器交流电的输出，还可以通过无线控制。特别适合建在偏远地区无人值守的太阳能电站。
当然控制器还可以是指定终端，逆变器由主控芯片STM32F103VET6集中控制，通过无线模块发送到指定终端。用户可以从无线控制端上控制逆变器的工作。
如图2和图3所示，所述的主控芯片为STM32F103VET6；所述控制器为ILI9341触摸屏；所述ILI9341触摸屏的DB00引脚与主控芯片STM32F103VET6的60引脚连接、所述的ILI9341触摸屏的DB01引脚与主控芯片STM32F103VET6的61引脚连接、所述的ILI9341触摸屏的DB02引脚与主控芯片STM32F103VET6的81引脚连接、所述的ILI9341触摸屏的DB03引脚与主控芯片STM32F103VET6的82引脚连接、所述的ILI9341触摸屏的DB04引脚与主控芯片STM32F103VET6的38引脚连接、所述的ILI9341触摸屏的DB05引脚与主控芯片STM32F103VET6的39引脚连接、所述的ILI9341触摸屏的DB06引脚与主控芯片STM32F103VET6的40引脚连接、所述的ILI9341触摸屏的DB07引脚与主控芯片STM32F103VET6的41引脚连接、所述的ILI9341触摸屏的DB08引脚与主控芯片STM32F103VET6的42引脚连接、所述的ILI9341触摸屏的DB09引脚与主控芯片STM32F103VET6的43引脚连接、所述的ILI9341触摸屏的DB10引脚与主控芯片STM32F103VET6的44引脚连接、所述的ILI9341触摸屏的DB11引脚与主控芯片STM32F103VET6的45引脚连接、所述的ILI9341触摸屏的DB12引脚与主控芯片STM32F103VET6的46引脚连接、所述的ILI9341触摸屏的DB13引脚与主控芯片STM32F103VET6的54引脚连接、所述的ILI9341触摸屏的DB14引脚与主控芯片STM32F103VET6的55引脚连接、所述的ILI9341触摸屏的DB15引脚与主控芯片STM32F103VET6的56引脚连接；所述ILI9341触摸屏的LEDRESET引脚与主控芯片STM32F103VET6的98引脚连接；所述ILI9341触摸屏的RD引脚与主控芯片STM32F103VET6的85引脚连接、所述ILI9341触摸屏的RS引脚与主控芯片STM32F103VET6的57引脚连接、所述ILI9341触摸屏的WR引脚与主控芯片STM32F103VET6的86引脚连接；所述ILI9341触摸屏的CS_MAIN引脚与主控芯片STM32F103VET6的88引脚连接；所述ILI9341触摸屏的SPI-SCK引脚与主控芯片STM32F103VET6的30引脚连接、SPI-MOSI引脚与主控芯片STM32F103VET6的32引脚连接、SPI-CS引脚与主控芯片STM32F103VET6的93引脚连接、SPI-MISO引脚与主控芯片STM32F103VET6的31引脚连接；所述ILI9341触摸屏的2046-INT引脚与主控芯片STM32F103VET6的92引脚连接； 所述ILI9341触摸屏的LIGHT-PWM与主控芯片STM32F103VET6的59引脚连接；所述ILI9341触摸屏的LED-K引脚和LED-A引脚分别连接5V电源；所述ILI9341触摸屏的VCC引脚连接3.3V电源；
如图4所示，所述的第一晶振电路包括第一电容C1、第二电容C2和第一晶振X1； 第一电容C1的一端与第二电容C2的一端连接并接地；第一电容C1的另一端与第一晶振X1的一端连接并与主控芯片STM32F103VET6的12引脚连接、第二电容C2的另一端与第一晶振X1的另一端连接并与主控芯片STM32F103VET6的13引脚连接；
如图5所示，所述的第二晶振电路包括第三电容C3、第四电容C4和第二晶振X2； 第三电容C3的一端与第四电容C4的一端连接并接地；第三电容C3的另一端与第二晶振X2的一端连接并与主控芯片STM32F103VET6的8引脚连接、第四电容C4的另一端与第二晶振X2的另一端连接并与主控芯片STM32F103VET6的9引脚连接；
如图6所示，所述的复位电路包括第一按键SW-PB、第一电阻R1、第五电容C5；第一按键SW-PB的一端与第五电容C5的一端连接并接地；第一按键SW-PB的另一端与第五电容C5的另一端、第一电阻R1的一端连接并与主控芯片STM32F103VET6的14引脚连接；第一电阻R1的另一端与3.3V电源连接；
如图7所示，所述的JLINK_V8下载口包括第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第六电容C6；第四电阻R4的一端与第五电阻R5一端、第六电阻R6一端、第七电阻R7一端、第六电容C6一端连接并与JLINK_V8下载口的1引脚、2引脚连接接电源+3.3V；第四电阻R4的另一端与JLING下载口的3引脚连接并与主控芯片STM32F103VET6的90引脚连接；第五电阻R5的另一端与JLING下载口的5引脚连接并与主控芯片STM32F103VET6的77引脚连接；第六电阻R6的另一端与JLING下载口的7引脚连接并与主控芯片STM32F103VET6的72引脚连接；第七电阻R7的另一端与JLING下载口的13引脚连接并与主控芯片STM32F103VET6的89引脚连接；第八电阻R8的一端与JLING下载口的9引脚连接并与主控芯片STM32F103VET6的76引脚连接；第八电阻R8的另一端与JLING下载口的4引脚、6引脚、8引脚、10引脚、12引脚、14引脚、16引脚、18引脚、20引脚、第六电容C6另一端连接接地；
如图8所示，所述的ADC检测单元包括第二电阻R2、第三电阻R3；第二电阻R2的一端与蓄电池输出端连接；第二电阻R2的另一端与第三电阻R3的一端连接并输出电压+12V；第三电阻R3的另一端与主控芯片STM32F103VET6的16引脚连接；
所述的供电电源模块包括BOOST电路、BUCK电路、控制板供电电路、传感器供电电路。
如图9所示，所述的BOOST电路包括第一升压MC34063、第一电感L1、第一二极管D1、第七电容C7、第一电解电容C8、第二电解电容C9、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14；第一升压MC34063 的1引脚与第一电感L1一端、第一二极管D1正极连接、第一升压MC34063 的2引脚与4引脚、第七电容C7一端、第二电解电容C9负极连接接地；第一升压MC34063 的3引脚与第七电容C7另一端连接；第二电解电容C9正极与第十四电阻R14一端、第一二极管D1负极连接,输出30V直流电；第十四电阻R14另一端与第一升压MC34063 的5引脚、第十三电阻R13的一端连接；第十三电阻R13另一端与第一电解电容C8负极连接接地；第一升压MC34063 的6引脚与第一电解电容C8正极、第十二电阻R12一端连接接电源12V；第一升压MC34063 的7引脚与第十二电阻R12另一端、第十一电阻R11一端、第一电感L1另一端连接；第一升压MC34063 的8引脚与第十一电阻R11另一端连接；
如图10所示、所述的BUCK电路包括第二降压MC34063、第二二极管D2、第二电感L2、第三电解电容C11、第四电解电容C12、第八电容C10、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第二降压MC34063的 1引脚与7引脚、8引脚、第十五电阻R15一端连接；第二降压MC34063的 2引脚与第二二极管D2负极连接；第二二极管D2正极与第二电感L2一端连接；第二电感L2另一端与第三电解电容C11正极、第十七电阻R17一端连接、输出5V直流电；第二降压MC34063的 3引脚与第八电容C10一端连接；第八电容C10另一端与第二降压MC34063的 4引脚、第三电解电容C11负极连接接地；第十七电阻R17另一端与第二降压MC34063的 5引脚、第十六电阻R16一端连接；第十六电阻R16另一端与第四电解电容C12负极连接接地；第四电解电容C12正极与第二降压MC34063的 6引脚、第十五电阻R15另一端连接接电源12V；
如图11所示，所述的控制板供电电路包括第一LM1117、第一钽电容C13、第二钽电容C15、第九电容C14、第十电容C16、第十八电阻R18、第一发光二极管DS1、第一钽电容C13正极与第九电容C14一端、第一LM1117的VIN引脚连接并接5V电源；第一LM1117的VOUT引脚与第二钽电容C15正极、第十电容C16一端、第十八电阻R18一端连接、输出3.3V直流电；第十八电阻R18另一端与第一发光二极管DS1正极连接；第一发光二极管DS1负极与第十电容C16另一端、第二钽电容C15负极、第一LM1117的GND引脚、第九电容C14另一端、第一钽电容C13负极连接接地；
如图12所示，所述的传感器供电电路包括第十九电阻R19、第二十电阻R20、第五电解电容C17、第六电解电容C18、第十九电阻R19一端与第五电解电容C17正极连接接输出端1；第二十电阻R20一端与第六电解电容C18负极连接接输出端3；第十九电阻R19另一端与第二十电阻R20另一端、第五电解电容C17负极、第六电解电容C18负极连接接输出端2；由此可得、1端与2端电压为15V、2端与3端电压为-15V；
如图13所示，所述的无线模块包括第一CC2530、第三晶振X3、第四晶振X4、第三电感L3、第四电感L4、第五电感L5、第二十一电阻R21、第十一电容C19、第十二电容C20、第十三电容C21、第十四电容C22、第十五电容C23、第十六电容C24、第十七电容C25、第十八电容C26、第十九电容C27、第二十电容C28、第二十一电容C29、第二十二电容C30、第二十三电容C31、第二十四电容C32、第二十五电容C33、第二十六电容C34、第二十七电容C35、第二十八电容C36。第一CC2530的1引脚、2引脚、3引脚、4引脚GND分别接地；第一CC2530的10引脚与21引脚、24引脚、27引脚、28引脚、29引脚、31引脚、39引脚连接、第十一电容C19一端、第十二电容C20一端、第十三电容C21一端、第十四电容C22一端、第十五电容C23一端、第十六电容C24一端、第十七电容C25一端、第十八电容C26一端、第三电感L3连接；第十一电容C19另一端、第十二电容C20另一端、第十三电容C21另一端、第十四电容C22另一端、第十五电容C23另一端、第十六电容C24另一端、第十七电容C25另一端、第十八电容C26另一端、电容C18另一端分别连接接地；第三电感L3另一端接电源5V、第二十八电容C36一端与第一CC2530的40引脚连接；第二十八电容C36另一端与第二十四电容C32一端、第二十五电容C33一端连接接地。第二十四电容C32的另一端与第三晶振X3的一端连接并与第一CC2530的33引脚连接；第二十五电容C33的另一端与第三晶振X3的另一端连接并与第一CC2530的32引脚连接；第十九电容C27的一端与第一 CC2530的26引脚连接；第十九电容C27的另一端与第四电感L4的一端、第二十二电容C30的一端连接；第二十二电容C30的另一端与第二十三电容C31的一端、第五电感L5的一端连接；第二十三电容C31的另一端与天线连接；第四电感L4的另一端与第二十一电阻R21的一端连接接地；第二十一电阻R21的另一端与第一CC2530的30引脚连接；第二十电容C28的一端与第一CC2530的25引脚连接；第二十电容C28的另一端与第二十一电容C29的一端、第五电感L5的另一端连接；第二十七电容C35的一端与第四晶振X4的一端连接并与第一CC2530的23引脚连接；第二十六电容C34的一端与第四晶振X4的一端连接并与第一CC2530的22引脚连接；第二十七电容C35的另一端与第二十六电容C34的另一端连接接地；第一 CC2530的14引脚与主控芯片STM32F103VET6的68引脚连接；第一CC2530的15引脚与主控芯片STM32F103VET6的69引脚连接；
如图14所示，所述的传感器模块包括第一DS18B20、第一霍尔传感器JP2、第一运放LM324、第一滑动变阻器RP1、第二滑动变阻器RP2、第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、第二十四电阻R24、第二十五电阻R25、第二十六电阻R26、第二十七电阻R27、第二十八电阻R28、第二十九电阻R29、第二十九电容C37,第三二极管D3、第一PNP三极管Q1、第一继电器SW、第一DS18B20的2引脚与第二十二电阻R22一端、主控芯片STM32F103VET6的35引脚连接；第二十二电阻R22的另一端与第一DS18B20的1引脚、第二十九电容C37的一端连接接电源3.3V；第二十九电容C37另一端与第一DS18B20的3引脚连接接接地；第一霍尔传感器JP2的1引脚接电源+15V；第一霍尔传感器JP2的2引脚接电源-15V；第一霍尔传感器JP2的3引脚与第一运放LM324的3引脚连接；第一霍尔传感器JP2的4引脚与第一运放LM324的5引脚连接；第一霍尔传感器JP2的5引脚与第一运放LM324的11引脚、第二十七电阻R27的一端连接接地；第一运放LM324的2引脚与第一滑动变阻器RP1的一端及滑片、第二十五电阻R25的一端连接；第一运放LM324的1引脚与第一滑动变阻器RP1另一端、第二十三电阻R23一端连接；第一运放LM324的6引脚与第二滑动变阻器RP2的一端及滑片、第二十五电阻R25的另一端连接；第一运放LM324的7引脚与第二滑动变阻器RP2另一端、第二十六电阻R26一端连接；第二十三电阻R23另一端与第一运放LM324的13引脚、第二十四电阻R24的一端连接；第二十六电阻R26的另一端与第一运放LM324的12引脚、第二十七电阻R27的另一端连接；第二十四电阻R24的另一端与第一运放LM324的14引脚、第二十八电阻R28的一端连接；第二十八电阻R28的另一端与主控芯片STM32F103VET6的36引脚连接；第一继电器SW的3引脚接AC1；第二十九电阻R29的一端与主控芯片STM32F103VET6的98引脚连接；第二十九电阻R29的另一端与第一PNP三极管Q1的基极连接；第一PNP三极管的发射极接地；第一PNP三极管的源极与第一继电器SW的1引脚、第三二极管D3的正极连接；第三二极管D3的负极与第一继电器SW的2引脚连接。第一继电器的4引脚接输出AC_OUT。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
系统工作时，从蓄电池获取的直流电流过输入ADC检测模块后一部分作为系统电源给无线模块、主控芯片、触摸屏模块、传感器模块、逆变器模块供电。主控芯片将输入ＡＤＣ检测到的信号，当检测到电压大于程序设定的最小电压值时，主控芯片开启逆变模块的逆变功能，同时通过传感器模块检测输出交流电的稳定情况，并将系统的实时状态通过无线模块发送到程序预先设置好的终端。当逆变出现过载或欠载状况是，将关闭逆变功能，并将报警信息传到触摸屏上提示用户。同时，用户通过触摸屏了解到系统运行的状态，然后通过触摸屏向主控芯片下达指令，实现对逆变的监测与控制功能。

Claims (1)

1.一种基于UCOS控制的太阳能逆变器，包括用于输出的12V直流电的蓄电池、控制器、主控芯片、用于检测直流电的ADC检测单元、用于对直流电进行电压升降的供电电源模块、无线模块、传感器模块和用于对直流电进行逆变的逆变器；12V直流电的蓄电池经ADC检测单元检测后的直流电分别为供电电源模块和逆变器提供电流，所述经供电电源模块升降后得到的不同电压分别提供给控制器，无线模块和传感器模块，所述逆变器逆变后的电流经传感器模块检测后输出为用电设备所需的220V/50Hz交流电，所述ADC检测单元检测到的电流信号以及传感器模块检测到的电流信号均传送到主控芯片，所述主控芯片将接收到的电流信息通过无线模块发送到控制器，所述控制器通过对于电流信息的分析发出控制信号，所述主控芯片根据接收到的控制信号对逆变器进行控制；
所述的主控芯片为STM32F103VET6；所述控制器为ILI9341触摸屏；所述ILI9341触摸屏的DB00引脚与主控芯片STM32F103VET6的60引脚连接、所述的ILI9341触摸屏的DB01引脚与主控芯片STM32F103VET6的61引脚连接、所述的ILI9341触摸屏的DB02引脚与主控芯片STM32F103VET6的81引脚连接、所述的ILI9341触摸屏的DB03引脚与主控芯片STM32F103VET6的82引脚连接、所述的ILI9341触摸屏的DB04引脚与主控芯片STM32F103VET6的38引脚连接、所述的ILI9341触摸屏的DB05引脚与主控芯片STM32F103VET6的39引脚连接、所述的ILI9341触摸屏的DB06引脚与主控芯片STM32F103VET6的40引脚连接、所述的ILI9341触摸屏的DB07引脚与主控芯片STM32F103VET6的41引脚连接、所述的ILI9341触摸屏的DB08引脚与主控芯片STM32F103VET6的42引脚连接、所述的ILI9341触摸屏的DB09引脚与主控芯片STM32F103VET6的43引脚连接、所述的ILI9341触摸屏的DB10引脚与主控芯片STM32F103VET6的44引脚连接、所述的ILI9341触摸屏的DB11引脚与主控芯片STM32F103VET6的45引脚连接、所述的ILI9341触摸屏的DB12引脚与主控芯片STM32F103VET6的46引脚连接、所述的ILI9341触摸屏的DB13引脚与主控芯片STM32F103VET6的54引脚连接、所述的ILI9341触摸屏的DB14引脚与主控芯片STM32F103VET6的55引脚连接、所述的ILI9341触摸屏的DB15引脚与主控芯片STM32F103VET6的56引脚连接；所述ILI9341触摸屏的LEDRESET引脚与主控芯片STM32F103VET6的98引脚连接；所述ILI9341触摸屏的RD引脚与主控芯片STM32F103VET6的85引脚连接、所述ILI9341触摸屏的RS引脚与主控芯片STM32F103VET6的57引脚连接、所述ILI9341触摸屏的WR引脚与主控芯片STM32F103VET6的86引脚连接；所述ILI9341触摸屏的CS_MAIN引脚与主控芯片STM32F103VET6的88引脚连接；所述ILI9341触摸屏的SPI-SCK引脚与主控芯片STM32F103VET6的30引脚连接、SPI-MOSI引脚与主控芯片STM32F103VET6的32引脚连接、SPI-CS引脚与主控芯片STM32F103VET6的93引脚连接、SPI-MISO引脚与主控芯片STM32F103VET6的31引脚连接；所述ILI9341触摸屏的2046-INT引脚与主控芯片STM32F103VET6的92引脚连接； 所述ILI9341触摸屏的LIGHT-PWM与主控芯片STM32F103VET6的59引脚连接；所述ILI9341触摸屏的LED-K引脚和LED-A引脚分别连接5V电源；所述ILI9341触摸屏的VCC引脚连接3.3V电源；所述主控芯片STM32F103VET6连接有第一晶振电路、第二晶振电路、复位电路、JLINK_V8下载口；
所述的第一晶振电路包括第一电容C1、第二电容C2和第一晶振X1； 第一电容C1的一端与第二电容C2的一端连接并接地；第一电容C1的另一端与第一晶振X1的一端连接并与主控芯片STM32F103VET6的12引脚连接、第二电容C2的另一端与第一晶振X1的另一端连接并与主控芯片STM32F103VET6的13引脚连接；
所述的第二晶振电路包括第三电容C3、第四电容C4和第二晶振X2； 第三电容C3的一端与第四电容C4的一端连接并接地；第三电容C3的另一端与第二晶振X2的一端连接并与主控芯片STM32F103VET6的8引脚连接、第四电容C4的另一端与第二晶振X2的另一端连接并与主控芯片STM32F103VET6的9引脚连接；
所述的复位电路包括第一按键SW-PB、第一电阻R1、第五电容C5；第一按键SW-PB的一端与第五电容C5的一端连接并接地；第一按键SW-PB的另一端与第五电容C5的另一端、第一电阻R1的一端连接并与主控芯片STM32F103VET6的14引脚连接；第一电阻R1的另一端与3.3V电源连接；
所述的JLINK_V8下载口包括第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第六电容C6；第四电阻R4的一端与第五电阻R5一端、第六电阻R6一端、第七电阻R7一端、第六电容C6一端连接并与JLINK_V8下载口的1引脚、2引脚连接接电源+3.3V；第四电阻R4的另一端与JLING下载口的3引脚连接并与主控芯片STM32F103VET6的90引脚连接；第五电阻R5的另一端与JLING下载口的5引脚连接并与主控芯片STM32F103VET6的77引脚连接；第六电阻R6的另一端与JLING下载口的7引脚连接并与主控芯片STM32F103VET6的72引脚连接；第七电阻R7的另一端与JLING下载口的13引脚连接并与主控芯片STM32F103VET6的89引脚连接；第八电阻R8的一端与JLING下载口的9引脚连接并与主控芯片STM32F103VET6的76引脚连接；第八电阻R8的另一端与JLING下载口的4引脚、6引脚、8引脚、10引脚、12引脚、14引脚、16引脚、18引脚、20引脚、第六电容C6另一端连接接地；
所述的ADC检测单元包括第二电阻R2、第三电阻R3；第二电阻R2的一端与蓄电池输出端连接；第二电阻R2的另一端与第三电阻R3的一端连接并输出电压+12V；第三电阻R3的另一端与主控芯片STM32F103VET6的16引脚连接；
所述的供电电源模块包括BOOST电路、BUCK电路、控制板供电电路、传感器供电电路，
所述的BOOST电路包括第一升压MC34063、第一电感L1、第一二极管D1、第七电容C7、第一电解电容C8、第二电解电容C9、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14；第一升压MC34063 的1引脚与第一电感L1一端、第一二极管D1正极连接、第一升压MC34063 的2引脚与4引脚、第七电容C7一端、第二电解电容C9负极连接接地；第一升压MC34063 的3引脚与第七电容C7另一端连接；第二电解电容C9正极与第十四电阻R14一端、第一二极管D1负极连接,输出30V直流电；第十四电阻R14另一端与第一升压 的5引脚、第十三电阻R13的一端连接；第十三电阻R13另一端与第一电解电容C8负极连接接地；第一升压的6引脚与第一电解电容C8正极、第十二电阻R12一端连接接电源12V；第一升压 的7引脚与第十二电阻R12另一端、第十一电阻R11一端、第一电感L1另一端连接；第一升压 的8引脚与第十一电阻R11另一端连接；
所述的BUCK电路包括第二降压MC34063、第二二极管D2、第二电感L2、第三电解电容C11、第四电解电容C12、第八电容C10、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第二降压MC34063的 1引脚与7引脚、8引脚、第十五电阻R15一端连接；第二降压MC34063的 2引脚与第二二极管D2负极连接；第二二极管D2正极与第二电感L2一端连接；第二电感L2另一端与第三电解电容C11正极、第十七电阻R17一端连接、输出5V直流电；第二降压MC34063的 3引脚与第八电容C10一端连接；第八电容C10另一端与第二降压MC34063的 4引脚、第三电解电容C11负极连接接地；第十七电阻R17另一端与第二降压MC34063的 5引脚、第十六电阻R16一端连接；第十六电阻R16另一端与第四电解电容C12负极连接接地；第四电解电容C12正极与第二降压MC34063的 6引脚、第十五电阻R15另一端连接接电源12V；
所述的控制板供电电路包括第一LM1117、第一钽电容C13、第二钽电容C15、第九电容C14、第十电容C16、第十八电阻R18、第一发光二极管DS1、第一钽电容C13正极与第九电容C14一端、第一LM1117的VIN引脚连接并接5V电源；第一LM1117的VOUT引脚与第二钽电容C15正极、第十电容C16一端、第十八电阻R18一端连接、输出3.3V直流电；第十八电阻R18另一端与第一发光二极管DS1正极连接；第一发光二极管DS1负极与第十电容C16另一端、第二钽电容C15负极、第一LM1117的GND引脚、第九电容C14另一端、第一钽电容C13负极连接接地；
所述的传感器供电电路包括第十九电阻R19、第二十电阻R20、第五电解电容C17、第六电解电容C18、第十九电阻R19一端与第五电解电容C17正极连接接输出端1；第二十电阻R20一端与第六电解电容C18负极连接接输出端3；第十九电阻R19另一端与第二十电阻R20另一端、第五电解电容C17负极、第六电解电容C18负极连接接输出端2；由此可得、1端与2端电压为15V、2端与3端电压为-15V；
所述无线模块为无线ZIGBEE模块；所述的无线模块包括第一CC2530、第三晶振X3、第四晶振X4、第三电感L3、第四电感L4、第五电感L5、第二十一电阻R21、第十一电容C19、第十二电容C20、第十三电容C21、第十四电容C22、第十五电容C23、第十六电容C24、第十七电容C25、第十八电容C26、第十九电容C27、第二十电容C28、第二十一电容C29、第二十二电容C30、第二十三电容C31、第二十四电容C32、第二十五电容C33、第二十六电容C34、第二十七电容C35、第二十八电容C36；第一CC2530的1引脚、2引脚、3引脚、4引脚GND分别接地；第一CC2530的10引脚与21引脚、24引脚、27引脚、28引脚、29引脚、31引脚、39引脚连接、第十一电容C19一端、第十二电容C20一端、第十三电容C21一端、第十四电容C22一端、第十五电容C23一端、第十六电容C24一端、第十七电容C25一端、第十八电容C26一端、第三电感L3连接；第十一电容C19另一端、第十二电容C20另一端、第十三电容C21另一端、第十四电容C22另一端、第十五电容C23另一端、第十六电容C24另一端、第十七电容C25另一端、第十八电容C26另一端、电容C18另一端分别连接接地；第三电感L3另一端接电源5V、第二十八电容C36一端与第一CC2530的40引脚连接；第二十八电容C36另一端与第二十四电容C32一端、第二十五电容C33一端连接接地；第二十四电容C32的另一端与第三晶振X3的一端连接并与第一CC2530的33引脚连接；第二十五电容C33的另一端与第三晶振X3的另一端连接并与第一CC2530的32引脚连接；第十九电容C27的一端与第一 CC2530的26引脚连接；第十九电容C27的另一端与第四电感L4的一端、第二十二电容C30的一端连接；第二十二电容C30的另一端与第二十三电容C31的一端、第五电感L5的一端连接；第二十三电容C31的另一端与天线连接；第四电感L4的另一端与第二十一电阻R21的一端连接接地；第二十一电阻R21的另一端与第一CC2530的30引脚连接；第二十电容C28的一端与第一CC2530的25引脚连接；第二十电容C28的另一端与第二十一电容C29的一端、第五电感L5的另一端连接；第二十七电容C35的一端与第四晶振X4的一端连接并与第一CC2530的23引脚连接；第二十六电容C34的一端与第四晶振X4的一端连接并与第一CC2530的22引脚连接；第二十七电容C35的另一端与第二十六电容C34的另一端连接接地；第一 CC2530的14引脚与主控芯片STM32F103VET6的68引脚连接；第一CC2530的15引脚与主控芯片STM32F103VET6的69引脚连接；
所述的传感器模块包括第一DS18B20、第一霍尔传感器JP2、第一运放LM324、第一滑动变阻器RP1、第二滑动变阻器RP2、第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、第二十四电阻R24、第二十五电阻R25、第二十六电阻R26、第二十七电阻R27、第二十八电阻R28、第二十九电阻R29、第二十九电容C37,第三二极管D3、第一PNP三极管Q1、第一继电器SW、第一DS18B20的2引脚与第二十二电阻R22一端、主控芯片STM32F103VET6的35引脚连接；第二十二电阻R22的另一端与第一DS18B20的1引脚、第二十九电容C37的一端连接接电源3.3V；第二十九电容C37另一端与第一DS18B20的3引脚连接接接地；第一霍尔传感器JP2的1引脚接电源+15V；第一霍尔传感器JP2的2引脚接电源-15V；第一霍尔传感器JP2的3引脚与第一运放LM324的3引脚连接；第一霍尔传感器JP2的4引脚与第一运放LM324的5引脚连接；第一霍尔传感器JP2的5引脚与第一运放LM324的11引脚、第二十七电阻R27的一端连接接地；第一运放LM324的2引脚与第一滑动变阻器RP1的一端及滑片、第二十五电阻R25的一端连接；第一运放LM324的1引脚与第一滑动变阻器RP1另一端、第二十三电阻R23一端连接；第一运放LM324的6引脚与第二滑动变阻器RP2的一端及滑片、第二十五电阻R25的另一端连接；第一运放LM324的7引脚与第二滑动变阻器RP2另一端、第二十六电阻R26一端连接；第二十三电阻R23另一端与第一运放LM324的13引脚、第二十四电阻R24的一端连接；第二十六电阻R26的另一端与第一运放LM324的12引脚、第二十七电阻R27的另一端连接；第二十四电阻R24的另一端与第一运放LM324的14引脚、第二十八电阻R28的一端连接；第二十八电阻R28的另一端与主控芯片STM32F103VET6的36引脚连接；第一继电器SW的3引脚接AC1；第二十九电阻R29的一端与主控芯片STM32F103VET6的98引脚连接；第二十九电阻R29的另一端与第一PNP三极管Q1的基极连接；第一PNP三极管的发射极接地；第一PNP三极管的源极与第一继电器SW的1引脚、第三二极管D3的正极连接；第三二极管D3的负极与第一继电器SW的2引脚连接；第一继电器的4引脚接输出AC_OUT。
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Assignee: Changshan Dajiang Electric Appliance Factory

Assignor: HANGZHOU DIANZI University

Contract record no.: X2023980049719

Denomination of invention: A solar inverter based on UCOS control

Granted publication date: 20170405

License type: Common License

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