人防警报控制器的准抗毁化设计

论文摘要

人民防空警报控制系统是战时条件下向城乡居民发放敌方空袭警报信号,传递空袭信息的遥控系统,是人防部门的专用设施,具有不可替代的性质。随着现代电子信息技术的不断进步,人防警报技术也在不断发展。除了正常执行警报信息的发放与控制,还要实现人防警报的信息交互化,以监测、反馈警报器的现场运转信息,更要实现人防警报的抗毁化性能,使其具有二次发放能力,以保证我方在遭受敌方攻击状态下仍能最大限度地发放空袭警报,满足战时与和平的双重需要。近些年来,太阳能光伏发电技术得到了快速的发展,其具有可靠性能高、寿命长、维护简单、安全性好、绿色能源等特点,在工业、民用领域有着日益广泛的应用。结合储能技术,利用太阳能电池的光伏效应将太阳能转化为电能存储在蓄电池中,以供负载使用。这就为人防警报系统抗毁化性能的实现提供了良好的技术基础和实现条件。本课题人防警报控制器的准抗毁化设计就是在信息交互化人防警报控制技术的基础上,将太阳能光伏技术、储能技术与单片机控制技术结合起来,实现人防警报控制器的抗毁化性能。本文人防警报控制器的准抗毁化设计主要包括电源充放电控制电路、大功率逆变电路和单片机控制系统三个部分。本文首先对太阳能光伏发电技术的原理及应用进行了详细的论述和研究,以确保此项技术能为人防警报控制器的抗毁化性能的实现带来可行性。其次对太阳能和公共电网的充放电控制电路进行了硬件设计,并对蓄电池的原理、使用和维护进行了较深入的研究,合理应用蓄电池能为警报控制器提供持续稳定的电能供给,以实现警报控制器的抗毁化性能。接下来介绍了本课题专用的逆变电路的硬件设计,其以UPK5012逆变模块为主,将存储在蓄电池内的直流电逆变成220伏交流电,为警报控制器供电。最后介绍了以TI公司MSP430F149为主的单片机控制系统的硬件设计和电源智能化管理的软件设计,并介绍了软件抗干扰的方法。由于使用现场的电磁干扰很强,还相应介绍了警报控制器的硬件抗干扰设计。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 人防警报技术的发展现状
• 1.2 课题研究的目的和意义
• 1.3 准抗毁化警报控制技术的研究思想
• 1.4 课题研究的主要内容
• 1.5 本章小结
• 第2章 人防警报准抗毁化的总体设计方案
• 2.1 人防警报准抗毁化的任务与设计方案
• 2.2 辅助能源技术的设计方案
• 2.3 蓄电池的选用方案
• 2.4 微控制器的选用方案
• 2.5 本章小结
• 第3章 太阳能光伏发电技术的研究
• 3.1 太阳能光伏发电的发展和现状
• 3.2 太阳能光伏发电技术的原理
• 3.3 太阳能光伏电池的特性
• 3.3.1 太阳能光伏电池的等效电路
• 3.3.2 太阳能光伏电池的输出特性
• 3.4 太阳能光伏电池的分类
• 3.5 太阳能光伏发电系统
• 3.6 本课题太阳能电池组件的选用配置
• 3.7 本章小结
• 第4章 蓄电池充放电系统电路的设计
• 4.1 蓄电池的研究
• 4.1.1 蓄电池的电特性
• 4.1.2 蓄电池的工作原理
• 4.1.3 蓄电池的充放电过程
• 4.1.4 蓄电池的使用与维护
• 4.1.5 本课题蓄电池的参数设置
• 4.2 蓄电池充放电控制策略
• 4.2.1 充放电方法的研究
• 4.2.2 充放电策略的确定
• 4.3 太阳能充电系统电路的设计
• 4.3.1 光伏电池最大功率输出电路的设计
• 4.3.2 充放电主电路的设计
• 4.3.3 电流测量电路
• 4.3.4 开关管驱动电路设计
• 4.3.5 公共电网充电电路
• 4.4 逆变电路的设计
• 4.5 充放电系统电路的设计
• 4.6 充放电电路的设计评估
• 4.7 本章小结
• 第5章 单片机控制系统的软硬件设计
• 5.1 单片机控制系统的硬件设计
• 5.1.1 MSP430F149 芯片概述
• 5.1.2 MSP430F149 外围电路的设计
• 5.1.3 硬件抗干扰设计
• 5.2 单片机控制系统的软件设计
• 5.2.1 主程序流程图
• 5.2.2 系统充电子程序流程图
• 5.2.3 MPPT 最大功率跟踪控制的程序流程图
• 5.2.4 软件抗干扰设计
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢