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基于LabVIEW和RS485通信的光伏发电实时监测系统设计

李建国?? 陈永超?? 赖立海?? 刘建民?? 2015年01月20日 ?? 收藏0

2.2 通信部分

PC机串行口为标准的RS232C接口,最大通信距离仅为15 m,无法适用于远距离的监测。选用RS485串行接口标准可实现管理微机远距离对下位机进行通信管理。串口通信采用RS485协议进行,其传输距离较长。适用于从光伏发电设备到监控设备之间的数据传输。RS485采用差分信号负逻辑,逻辑“1”以两线间的电压差为+(2~6)V表示;逻辑“0”以两线间的电压差为-(2~6)V表示。RS485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合,抗共模干扰能力增强,即抗噪声干扰性好。RS485最大的通信距离约为1219 m,最大传输速率为10 Mb/s,传输速率与传输距离成反比。

采用Rs485通信时,需要解决2个问题。STC89C51本身具有全双工串行口.但进行RS485通信时需要电平转换:PC机串行1:1为标准的RS232C接口,通信时需要将RS485接口的逻辑电平转换成RS232电平。Rs485通信的电平转换芯片有全双工的和半双工的,为了便于软件开发,本次设计采用全双工芯片MAX488。

如图3所示,电平转换电路采用MAX488全双工集成芯片,使用时将单片机的串行收发端接人RS488的发收端。为保持通信信号的稳定,一般会在MAX488加上、下拉电阻。上拉电阻把不确定的信号通过一个电阻嵌位在高电平,此电阻还起到限流的作用。同理,下拉电阻将不确定的信号嵌位在低电平。在实际工程应用中,由于存在反射信号和环境等各种干扰的影响,特别是在通讯波特率比较高的时候,在线路上加上、下拉偏置电阻是非常必要的。上、下拉电阻可提高总线的抗电磁干扰能力,管脚悬空容易受到外界的电磁干扰,同时长线传输中电阻不匹配容易引起反射波干扰,加上、下拉电阻就是电阻匹配,可有效地抑制反射波干扰。

图3 RS485电平转换电路
图3 RS485电平转换电路

RS485转 RS232接口电路主要包括了电源、RS232电平转换、Rs485电路3部分。本电路的RS232电平转换电路采用了MAX232集成电路,RS485电路采用了MAX488集成电路。为使用方便,电源部分设计成无源方式,整个电路的供电直接从PC机的RS232接口中的DTR(4脚)和RTS(7脚)获取。PC串口每根线可以提供大约9 mA的电流,因此2根线提供的电流足够满足这个电路的使用要求。使用本电路需注意PC程序必须使串口的DTR和RTS输出高电平,经过D3稳压后得到VCC,经过实际测试,VCC电压大约在4.7 V左右。其电路图如图4所示。

图4 RS485转RS232接口电路
图4 RS485转RS232接口电路

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光伏监测? LabVIEW? 单片机? RS485通信?

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