基于

DSP 和无线通信的光伏发电监测报警系统设计

    摘要：针对目前光伏发电监测报警系统缺少数据无线传输功能，设计出一种基于 DSP 和
ZigBee 无线模块的光伏发电监测报警系统。分析了系统的整体原理，给出了软硬件设计方
案。实验结果验证了光伏发电监测系统的可行性。

 

　　关键词：光伏发电监测报警系统

 ZigBee DSPTMS320F28335 无线通信 

　　

 

　　光伏发电监测报警系统可以实时监测光伏发电系统输出的电压和电流变化，其所记录
的各种参数对于分析光伏发电系统输出的电能起着关键的作用。目前光伏发电监测报警系统
缺少无线传输功能，数据传输方法都是采用铺设线路来传输数据，针对以上缺点，现采用
基于

DSP 和 ZigBee 无线通信相结合的设计方案，采用 ZigBee 无线模块可以实现 1000-2000

米的数据无线传输功能，达到了数据无线路传输的要求，而且每个

ZigBee 无线通信模块都

可以作为一个中继路由器，这样就可以组成一个无线网络。

 

　　

1、装置整体运行原理 

　　光伏发电监测报警系统是一个集数据采集处理和数据传输的装置，首先光伏发电输入
电网的各项电压电流通过三相电压传感器和三相电流传感器变成低压信号，传感器输出的
六路模拟信号通过

AD7656 模数转换芯片转换成数字信号，DSPTMS320F28335 利用相关的

算法对电压电流的数字量进行分析，计算出系统需要的相关参数，同时通过捕捉口计算出
光伏发电输出电能的频率，计算出所需参数后，

DSP 开始判断这些参数是否符合电能标准，

如果不符则会触发报警，并将报警信息通过

ZigBee 无线模块发送给监测中心，同时所测电

压和电流的数字量也会通过

ZigBee 无线模块传输给监控中心。如果监测中心需要某一个光

伏发电站的电能数据，监测中心可以将相应控制指令通过

ZigBee 无线模块发送给这个监测

点。

 

　　

2、系统硬件设计 

　　

2.1 数据采集模块硬件电路 

　　

2.1.1 DSPTMS320F28335 最小系统板设计 

　　

DSP 供电要求为 I/O 口供电电压为 3.3V，内核供电电压为 1.9V，本系统采用的电源转

换芯片

TLV1117-ADJ 和 TLV1117-3.3 来给 DSP 提供电压，其输入电压为 5V，VO 端与 ADJ

端加分压电阻，这样就可以得到输出为

1.9V 的电压，TLV1117-3.3 的输入电压为 5V，输出

电压固定为

3.3V。DSP 的复位电路采用按钮复位电路，正常情况下 DSP 的 RESET 端输入为

高电平，当按下按钮后，则会将

RESET 端拉为低电平，这样就实现了 DSP 的复位。DSP 外

接晶体的工作频率为

30MHz，利用内部的晶体振荡器电路来产生时钟，而且 DSP 内部具有

一个可编程的锁相环，根据所需系统时钟频率对其编程设置，可以得到想要的系统频率。

 

　　

2.1.2 DSPTMS320F28335 与 AD7656 的硬件设计 

　　

AD7656 是高集成度、6 通道、16bit 逐次逼近(SAR)型 ADC，吞吐率高达 250kSPS，可以

6 通道同时采样，DSP 的 GPIO60 端口与 AD7656 的 CS 端口相连作为片选控制口，GPIO61
端口与

AD7656 的读信号 RD 相连作为读控制口，GPIO62 端口与 AD7656 的 BUSY 相连，

用来检测

AD 转换是否结束，GPIO63 端口与 AD7656 的 RESET 端口相连作为 AD 的重启口，

GPIOA 口的 16 个 IO 端口作为并行数据口与 AD7656 的并行数据口 DB0－DB15 相连。V1～
V6 为 6 路模拟信号输入端，其外接传感器输入的六路模拟量，AD7656 的 Vdd 和 Vss 电源