專利名稱：一種太陽能電池板信號采集系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及太陽能發(fā)電領(lǐng)域和太陽能電池板監(jiān)測領(lǐng)域，具體涉及一種太陽能電池板信號采集系統(tǒng)，用來采集監(jiān)測太陽能電池板的運(yùn)行信息。
背景技術(shù)：
太陽能(Solar Energy):太陽是一個(gè)巨大的能源,它以光福射的形式每秒鐘向太空發(fā)射約3.8X IOMW能量，有22億分之一投射到地球上，太陽光被大氣層反射、吸收之后，還有70%透射到地面。盡管如此，地球上一年中接受到的太陽能仍然高達(dá)1.8X IOkW.h。自地球形成生物就主要以太陽提供的熱和光生存，而自古人類也懂得以陽光曬干物件，并作為保存食物的方法，如制鹽和曬咸魚等。但在化石燃料減少下，才有意把太陽能進(jìn)一步發(fā)展。太陽能的利用有被動(dòng)式利用(光熱轉(zhuǎn)換)和光電轉(zhuǎn)換兩種方式。太陽能發(fā)電一種新興的可再生能源。廣義上的太陽能是地球上許多能量的來源，如風(fēng)能，化學(xué)能，水的勢
能等等。太陽能是一種干凈的可再生的新能源，越來越受到人們的青睞，在人們生活、工作中有廣泛的作用，其中之一就是將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，太陽能電池就是利用太陽能工作的。而太陽能熱電站的工作原理則是利用匯聚的太陽光，把水燒至沸騰變?yōu)樗魵?，然后用來發(fā)電。太陽能發(fā)電方式太陽能發(fā)電有兩種方式，一種是光一熱一電轉(zhuǎn)換方式，另一種是光一電直接轉(zhuǎn)換方式。(I)光一熱一電轉(zhuǎn)換方式通過利用太陽輻射產(chǎn)生的熱能發(fā)電，一般是由太陽能集熱器將所吸收的熱能轉(zhuǎn)換成工質(zhì)的蒸氣，再驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。前一個(gè)過程是光一熱轉(zhuǎn)換過程；后一個(gè)過程是熱一電轉(zhuǎn)換過程，與普通的火力發(fā)電一樣。太陽能熱發(fā)電的缺點(diǎn)是效割艮低而成本很高，估計(jì)它的投資至少要比普通火電站貴5 10倍.一座1000MW的太陽能熱電站需要投資20 25億美元，平均IkW的投資為2000 2500美元。因此，適用小規(guī)模特殊的場合，而大規(guī)模利用在經(jīng)濟(jì)上很不合算，還不能與普通的火電站或核電站相競爭。(2)光一電直接轉(zhuǎn)換方式該方式是利用光電效應(yīng)，將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)換成電能，光一電轉(zhuǎn)換的基本裝置就是太陽能電池。太陽能電池是一種由于光生伏特效應(yīng)而將太陽光能直接轉(zhuǎn)化為電能的器件，是一個(gè)半導(dǎo)體光電二極管，當(dāng)太陽光照到光電二極管上時(shí)，光電二極管就會(huì)把太陽的光能變成電能，產(chǎn)生電流。當(dāng)許多個(gè)電池串聯(lián)或并聯(lián)起來就可以成為有比較大的輸出功率的太陽能電池方陣了。太陽能電池是一種大有前途的新型電源，具有永久性、清潔性和靈活性三大優(yōu)點(diǎn).太陽能電池壽命長，只要太陽存在，太陽能電池就可以一次投資而長期使用；與火力發(fā)電、核能發(fā)電相比，太陽能電池不會(huì)引起環(huán)境污染；太陽能電池可以大中小并舉，大到百萬千瓦的中型電站，小到只供一戶用的太陽能電池組，這是其它電源無法比擬的。不論是哪種方式的太陽能發(fā)電，都用到太陽能電池，由于太陽能組件的輸出功率取決于太陽輻照度和太陽能電池溫度等因素，在太陽能電池的運(yùn)行過程中為了保證太陽能電池的正確運(yùn)行，同時(shí)便于太陽能電池板故障時(shí)方便故障查詢，一般需要在太陽能電池板上安裝一個(gè)信號采集系統(tǒng)，采集太陽能電池板的溫度、電流電壓、流量等信息。本實(shí)用新型是基于上述問題提出的。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種能夠采集多種太陽能電池板運(yùn)行信號的采集系統(tǒng)。本實(shí)用新型的另一目的是提供一種能夠在采集信號的同時(shí)對信號進(jìn)行數(shù)字化處理，同時(shí)儲(chǔ)存和通信的信號采集系統(tǒng)。本實(shí)用新型的再一目的是提供一種能夠遠(yuǎn)程傳輸?shù)男盘柌杉到y(tǒng)為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種太陽能電池板信號采集系統(tǒng)，包括一個(gè)數(shù)據(jù)采集卡、分別通過RS485通訊接口連接至數(shù)據(jù)采集卡上的數(shù)字溫度采集模塊、電信號采集模塊、流量信號采集模塊和數(shù)據(jù)處理模塊，所述數(shù)據(jù)處理模塊設(shè)置有GPRS傳輸器。所述數(shù)字溫度采集模塊連接有采集太陽能電池板溫度信號的64路溫度傳感器，所述溫度傳感器均勻設(shè)置在太陽能電池板上。所述電信號采集模塊設(shè)置在太陽能電池板的輸出端，連接有分別測量輸出端電流信號和電壓信號的電流傳感器和電壓傳感器。所述流量信號采集模塊設(shè)置在太陽能電池板的輸出端，連接有測量輸出端輸出能量的流量傳感器。所述數(shù)據(jù)處理模塊與數(shù)據(jù)采集卡通過RS185通訊接口連接。所述數(shù)據(jù)處理模塊還設(shè)置有與外界PC通訊的通訊接口，所述通訊接口為USB接□。所述數(shù)據(jù)處理模塊還連接有顯示采集信號的人機(jī)交互界面。所述GPRS傳輸器將經(jīng)過數(shù)據(jù)處理模塊處理的采集信號經(jīng)過無線傳輸遠(yuǎn)程傳遞至太陽能電池板監(jiān)測服務(wù)器中。所述數(shù)據(jù)采集卡的電源模塊為連接太陽能電池板的蓄電池或220V交流電源或12V直流電源。本實(shí)用新型有以下有益效果:1、本實(shí)用新型采用多種信號采集器與數(shù)據(jù)采集模塊相連接，能夠采集太陽能電池板運(yùn)行過程中的各種信息。2、本 實(shí)用新型的信號采集系統(tǒng)設(shè)置有GPRS無線傳輸功能，可以實(shí)現(xiàn)不用現(xiàn)場取數(shù)據(jù)，就能遠(yuǎn)程監(jiān)測太陽能電池板的運(yùn)行情況。3、本實(shí)用新型的信號采集系統(tǒng)，同時(shí)設(shè)置有USB通訊接口，也能夠在現(xiàn)場測試太陽能電池板的運(yùn)行情況。

圖1是本實(shí)用新型的一種太陽能電池板信號采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。1、電流傳感器和電壓傳感器2、溫度傳感器3、流量傳感器4、太陽能電池板5、數(shù)字溫度采集模塊6、流量信號采集模塊7、電信號采集模塊8、蓄電池[0029]9、220V交流電10、數(shù)據(jù)采集卡ll、12v直流電12、數(shù)據(jù)處理模塊13、人機(jī)界面14、GPRS傳輸器。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的一種太陽能電池板信號采集系統(tǒng)，進(jìn)行詳細(xì)描述，一種太陽能電池板信號采集系統(tǒng)，包括一個(gè)數(shù)據(jù)采集卡10、分別通過RS485通訊接口連接至數(shù)據(jù)采集卡10上的數(shù)字溫度采集模塊5、電信號采集模塊7、流量信號采集模塊6和數(shù)據(jù)處理模塊12，數(shù)據(jù)處理模塊12設(shè)置有GPRS傳輸器。數(shù)據(jù)處理模塊12為微處理器ARM連接單片機(jī)MPS430組成，數(shù)字溫度采集模塊是一個(gè)AEM6000，連接有采集太陽能電池板4溫度信號的64路溫度傳感器2，溫度傳感器為DS18B20數(shù)字式溫度傳感器，所述溫度傳感器2均勻設(shè)置在太陽能電池板4上。64路溫度傳感器為互相串聯(lián)設(shè)置的數(shù)字溫度傳感器，通過一條數(shù)字總線連接至數(shù)字溫度采集模塊。數(shù)字溫度采集模塊將溫度信號傳輸至數(shù)據(jù)采集卡10中，進(jìn)行初步的處理，然后由數(shù)據(jù)采集卡10傳輸至數(shù)據(jù)處理模塊，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理。數(shù)字溫度采集模塊5是AEM6000采集器，通訊接口:兩線制，串行RS485通訊總線，10/100M以太網(wǎng)接口，通訊速率:9600bps、115200bps、38400bps，總線距離:RS485方式，不小于1.5公里，模塊供電:8-37VDC，單片機(jī)看門狗，自恢復(fù)保護(hù)。采集點(diǎn)數(shù):1-64個(gè)溫度點(diǎn)、1-128個(gè)溫度點(diǎn)，增強(qiáng)型1-256點(diǎn)溫度，1-512點(diǎn)溫度，測溫范圍:-55°C至125°C，測溫精度:±0.5°C，分辨率:0.0625°C，測溫距離:不小于200米，8個(gè)獨(dú)立測溫通道，每個(gè)通道均可接多只溫度傳感器，模塊自動(dòng)識(shí)別傳感器，可以通過模塊給每個(gè)溫度傳感器配置一個(gè)獨(dú)立的地址編號，編號掉電不丟失。電信號采集模塊7設(shè)置在太陽能電池板的輸出端，連接有分別測量輸出端電流信號和電壓信號的電流傳感器和電壓傳感器I。電流傳感器和電壓傳感器I分別將電流信號和電壓信號傳輸至電信號采集模塊，電信號采集模塊與數(shù)據(jù)采集卡通過RS485通訊接口相連接，數(shù)據(jù)采集卡10將·電信號傳輸至數(shù)據(jù)處理模塊，由數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行存儲(chǔ)。電信號采集模塊7為DAM3058R電壓電流采集模塊，輸入類型:V、mA,輸入通道:6路差分，2路單端/8路差分，采樣頻率:IOHz，分辨率:16位，精度:± 0.1 %，內(nèi)置看門狗。流量信號采集模塊6設(shè)置在太陽能電池板的輸出端，連接有測量輸出端輸出能量的流量傳感器。流量傳感器將輸出端輸出能量信號傳輸至電信號采集模塊，電信號采集模塊與數(shù)據(jù)采集卡通過RS485通訊接口相連接，數(shù)據(jù)采集卡將電信號傳輸至數(shù)據(jù)處理模塊，由數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行存儲(chǔ)。流量信號采集模塊為C2000 MDIA電流量模擬量信號轉(zhuǎn)485信號器，特點(diǎn)是:8路模擬量(電流量)輸入；2路數(shù)字量干接點(diǎn)輸入；1/0與系統(tǒng)完全隔尚；Al分辨率:12位；AI輸入通道采取全差分輸入；模擬量輸入通道之間滿量程隔離，隔離度5V DC ；AI輸入測量范圍:-20mA 20mA ;采用Modbus RTU通信協(xié)議；RS485通信接口提供光電隔離及每線600W浪涌保護(hù)；電源具有過流過壓保護(hù)和防反接功能；安裝方便。數(shù)據(jù)處理模塊還設(shè)置有與外界PC通訊的通訊接口，通訊接口為USB接口，同時(shí)還設(shè)置有硬盤，用來處理數(shù)據(jù)，上述數(shù)據(jù)均存為以當(dāng)天日期為名稱的唯一文件內(nèi)，文件的格式是.CSVo數(shù)據(jù)處理模塊12可以是DSP處理器或者是由ARM微處理器和DSP430連接而成的數(shù)據(jù)處理器。數(shù)據(jù)處理模塊還連接有顯示采集信號的人機(jī)交互界面13，供研究人員通過人機(jī)交互界面查詢目標(biāo)信息，查看太陽能電池板的運(yùn)行情況。人機(jī)交互界面為顯示屏和鍵盤或按鈕或鼠標(biāo)等交互設(shè)備。GPRS傳輸器將經(jīng)過數(shù)據(jù)處理模塊處理的采集信號經(jīng)過無線傳輸遠(yuǎn)程傳遞至太陽能電池板監(jiān)測服務(wù)器中，方便各地的研究人員的監(jiān)測。GPRS傳輸器為SM卡和SM卡讀卡識(shí)別器，識(shí)別器上設(shè)置無線發(fā)射器，即天線等。數(shù)據(jù)采集卡10的電源模塊為連接太陽能電池板的蓄電池或220V交流電源或12V直流電源，蓄電池通過太陽能電池板進(jìn)行充電。本實(shí)用新型有以下有益效果:1、本實(shí)用新型采用多種信號采集器與數(shù)據(jù)采集模塊相連接，能夠采集太陽能電池板運(yùn)行過程中的各種信息。2、本實(shí)用新型的信號采集系統(tǒng)設(shè)置有GPRS無線傳輸功能，可以實(shí)現(xiàn)不用現(xiàn)場取數(shù)據(jù)，就能遠(yuǎn)程監(jiān)測太陽能電池板的運(yùn)行情況。3、本實(shí)用新型的信號采集系統(tǒng)，同時(shí)設(shè)置有USB通訊接口，也能夠在現(xiàn)場測試太陽能電池板的運(yùn)行情況。上述實(shí)施例中的實(shí)施方案僅僅是對本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述，并非對本實(shí)用新型的構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)思想的前提下，本領(lǐng)域中專業(yè)技術(shù)人員對本實(shí)用新型的 技術(shù)方案作出的各種變化和改進(jìn)，均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種太陽能電池板信號采集系統(tǒng)，其特征在于:包括一個(gè)數(shù)據(jù)采集卡、分別通過RS485通訊接口連接至數(shù)據(jù)采集卡上的數(shù)字溫度采集模塊、電信號采集模塊、流量信號采集模塊和數(shù)據(jù)處理模塊，所述數(shù)據(jù)處理模塊設(shè)置有GPRS傳輸器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能電池板信號采集系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)字溫度采集模塊連接有采集太陽能電池板溫度信號的64路溫度傳感器，所述溫度傳感器均勻設(shè)置在太陽能電池板上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太 陽能電池板信號采集系統(tǒng)，其特征在于:所述電信號采集模塊設(shè)置在太陽能電池板的輸出端，連接有分別測量輸出端電流信號和電壓信號的電流傳感器和電壓傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能電池板信號采集系統(tǒng)，其特征在于:所述流量信號采集模塊設(shè)置在太陽能電池板的輸出端，連接有測量輸出端輸出能量的流量傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能電池板信號采集系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)處理模塊與數(shù)據(jù)采集卡通過RS185通訊接口連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種太陽能電池板信號采集系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)處理模塊還設(shè)置有與外界PC通訊的通訊接口，所述通訊接口為USB接口。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種太陽能電池板信號采集系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)處理模塊還連接有顯示采集信號的人機(jī)交互界面。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能電池板信號采集系統(tǒng)，其特征在于:所述GPRS傳輸器將經(jīng)過數(shù)據(jù)處理模塊處理的采集信號經(jīng)過無線傳輸遠(yuǎn)程傳遞至太陽能電池板監(jiān)測服務(wù)器中。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能電池板信號采集系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集卡的電源模塊為連接太陽能電池板的蓄電池或220V交流電源或12V直流電源。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種太陽能電池板信號采集系統(tǒng)，包括一個(gè)數(shù)據(jù)采集卡、分別通過RS485通訊接口連接至數(shù)據(jù)采集卡上的數(shù)字溫度采集模塊、電信號采集模塊、流量信號采集模塊和數(shù)據(jù)處理模塊，所述數(shù)據(jù)處理模塊設(shè)置有GPRS傳輸器。能夠采集太陽能電池板運(yùn)行過程中的各種信息，設(shè)置有GPRS無線傳輸功能，可以實(shí)現(xiàn)不用現(xiàn)場取數(shù)據(jù)，就能遠(yuǎn)程監(jiān)測太陽能電池板的運(yùn)行情況，同時(shí)設(shè)置有USB通訊接口，也能夠在現(xiàn)場測試太陽能電池板的運(yùn)行情況。
文檔編號G08C19/00GK203149808SQ201320185299
公開日2013年8月21日 申請日期2013年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月12日
發(fā)明者張超, 牟娟, 王朝, 歐陽磊 申請人:北京普華億能風(fēng)電技術(shù)有限公司