專利名稱：一種太陽能發(fā)電檢測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及太陽能發(fā)電領域，尤其涉及一種太陽能發(fā)電檢測裝置。
背景技術：
隨著能源短缺問題的日益突出，加大可再生能源的開發(fā)成為全社會的共識和責 任。太陽能是一種干凈的可再生能源，并且照射到地球上的太陽能含量巨大，因此，對太陽 能的開發(fā)利用越來越受到人們的關注。目前，對于太陽能的開發(fā)主要是利用太陽能進行并網(wǎng)發(fā)電?，F(xiàn)有利用太陽能進行 并網(wǎng)發(fā)電的并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)沒有對運行狀況進行遠程實時檢測的裝置，無法為并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng) 的控制單元及時提供大量準確有效的運轉數(shù)據(jù)。
發(fā)明內容本實用新型的目的是提供一種太陽能發(fā)電檢測裝置，以便于對太陽能發(fā)電系統(tǒng)的 運行狀況進行實時遠程的檢測，并可將大量有效數(shù)據(jù)及時準確地發(fā)送給并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的控 制單元。本實用新型的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的一種太陽能發(fā)電檢測裝置，用于檢測太陽能發(fā)電系統(tǒng)運行參數(shù)，并通知給遠程并 網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)控制單元，包括用于采集太陽能發(fā)電系統(tǒng)運行參數(shù)的數(shù)據(jù)采集模塊、用于對太 陽能發(fā)電系統(tǒng)運行參數(shù)進行處理并控制該太陽能發(fā)電檢測裝置運行的主控模塊、用于將處 理后的太陽能發(fā)電系統(tǒng)運行參數(shù)傳送給遠程并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)控制單元的以太網(wǎng)模塊、用于與 現(xiàn)場總線進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)目偩€通訊模塊，以及用于為數(shù)據(jù)采集模塊、主控模塊、以太網(wǎng)模塊 和總線通訊模塊提供電能的電源模塊；主控模塊包括主處理器和協(xié)處理器，主處理器分別與數(shù)據(jù)采集模塊和以太網(wǎng)模塊 連接，并通過數(shù)據(jù)采集模塊獲取太陽能發(fā)電系統(tǒng)運行參數(shù)，經過處理后，通過以太網(wǎng)模塊發(fā) 送給遠程并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)控制單元；同時，主處理器還與總線通訊模塊連接，并通過總線通訊 模塊與現(xiàn)場總線進行數(shù)據(jù)傳輸；協(xié)處理器與主處理器連接，并按照主處理器的指令對數(shù)據(jù) 采集模塊獲取的太陽能發(fā)電系統(tǒng)運行參數(shù)進行處理；電源模塊與數(shù)據(jù)采集模塊、主控模塊、以太網(wǎng)模塊和總線通訊模塊連接，并為數(shù)據(jù) 采集模塊、主控模塊、以太網(wǎng)模塊和總線通訊模塊提供電能。優(yōu)選地，該裝置還包括用于存儲太陽能發(fā)電系統(tǒng)運行參數(shù)的存儲模塊；存儲模塊與主處理器連接，并按照主處理器的指令存儲或提取太陽能發(fā)電系統(tǒng)運 行參數(shù)；電源模塊與存儲模塊連接，并為存儲模塊提供電能。優(yōu)選地，所述的總線通訊模塊包括通用串行總線USB通訊單元和用于與現(xiàn)場總線 進行連接和數(shù)據(jù)傳輸?shù)目偩€接口單元；USB通訊單元分別與主處理器和總線接口單元連接，并按照主處理器的指令通過總線接口單元與現(xiàn)場總線進行連接和數(shù)據(jù)傳輸。優(yōu)選地，所述的總線接口單元包括串行總線RS232接口和串行總線RS485接口。優(yōu)選地，所述的主處理器采用數(shù)字信號處理器DSP處理芯片；所述的協(xié)處理器采 用復雜可編程邏輯器件CPLD處理芯片。優(yōu)選地，所述的數(shù)據(jù)采集模塊包括嵌位電路、跟隨電路、放大電路和模數(shù)轉換電路。優(yōu)選地，所述的以太網(wǎng)模塊包括以太網(wǎng)控制器和隔離變壓器；以太網(wǎng)控制器分別與主處理器和隔離變壓器連接，并接收主處理器處理后的太陽 能發(fā)電系統(tǒng)運行參數(shù)，通過隔離變壓器傳送給遠程并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)控制單元。由上述本實用新型提供的技術方案可以看出，本實用新型實施例提供的太陽能發(fā) 電檢測裝置通過數(shù)據(jù)采集模塊采集與太陽能發(fā)電系統(tǒng)運行狀況有關的數(shù)據(jù)，并采用主處理 器和協(xié)處理器同時對大量的采集數(shù)據(jù)進行處理，再由以太網(wǎng)模塊將處理后的有效數(shù)據(jù)及時 準確地發(fā)送給并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的控制單元，從而實現(xiàn)了對太陽能發(fā)電系統(tǒng)的運行狀況進行實 時遠程的檢測。
為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要 使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施 例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖 獲得其他附圖。圖1為本實用新型實施例提供的太陽能發(fā)電檢測裝置的結構示意圖一；圖2為本實用新型實施例提供的太陽能發(fā)電檢測裝置的結構示意圖二。
具體實施方式
下面結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清 楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實 施例?；诒緦嵱眯滦偷膶嵤├绢I域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲 得的所有其他實施例，都屬于本實用新型的保護范圍。下面將結合附圖對本實用新型實施例作進一步地詳細描述。實施例一如圖1和圖2(注圖2中省略了電源模塊及其相應連接和存儲模塊及其相應連 接)所示，一種太陽能發(fā)電檢測裝置，用于檢測太陽能發(fā)電系統(tǒng)運行參數(shù)，并通知給遠程并 網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)控制單元，其具體實現(xiàn)結構可以包括數(shù)據(jù)采集模塊、主控模塊、以太網(wǎng)模塊、總 線通訊模塊、存儲模塊和電源模塊；數(shù)據(jù)采集模塊——與太陽能發(fā)電系統(tǒng)的主要部件連接，用于采集太陽能發(fā)電系統(tǒng) 運行參數(shù)；主控模塊——分別與數(shù)據(jù)采集模塊和以太網(wǎng)模塊連接，并通過數(shù)據(jù)采集模塊獲取 太陽能發(fā)電系統(tǒng)運行參數(shù)，經過處理后，通過以太網(wǎng)模塊發(fā)送給遠程并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)控制單 元；同時，它還與總線通訊模塊連接，并通過總線通訊模塊與現(xiàn)場總線進行數(shù)據(jù)傳輸；
4[0029]以太網(wǎng)模塊——與遠程并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)控制單元連接，用于將處理后的太陽能發(fā)電 系統(tǒng)運行參數(shù)傳送給遠程并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)控制單元；總線通訊模塊——與現(xiàn)場總線連接，用于與現(xiàn)場總線進行連接和數(shù)據(jù)傳輸，即將 處理后的太陽能發(fā)電系統(tǒng)運行參數(shù)傳送到現(xiàn)場總線或者將現(xiàn)場總線的控制命令發(fā)送給主 控模塊；存儲模塊——與主處理器連接，并按照主處理器的指令存儲或提取太陽能發(fā)電系 統(tǒng)運行參數(shù)；電源模塊——與數(shù)據(jù)采集模塊、主控模塊、以太網(wǎng)模塊、存儲模塊和總線通訊模塊 連接，用于為數(shù)據(jù)采集模塊、主控模塊、以太網(wǎng)模塊和總線通訊模塊提供電能。其中，相應的各個模塊的組成結構可以包括(1)相應的主控模塊可以包括主處理器、協(xié)處理器、復位控制單元、有源晶振單元 和狀態(tài)指示單元；主處理器，分別與數(shù)據(jù)采集模塊和以太網(wǎng)模塊連接，并通過數(shù)據(jù)采集模塊獲取太 陽能發(fā)電系統(tǒng)運行參數(shù)，經過處理后，通過以太網(wǎng)模塊發(fā)送給遠程并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)控制單元； 同時，主處理器還與總線通訊模塊連接，并通過總線通訊模塊與現(xiàn)場總線進行數(shù)據(jù)傳輸；協(xié)處理器，與主處理器連接，并按照主處理器的指令對數(shù)據(jù)采集模塊獲取的太陽 能發(fā)電系統(tǒng)運行參數(shù)進行處理；復位控制單元，與主處理器連接，并為主處理器提供可靠的復位信號；有源晶振單元，與主處理器連接，并為主處理器提供有效可靠的時鐘脈沖；狀態(tài)指示單元，與主處理器連接，用以指示主處理器的運行狀態(tài)(例如，相應的運 行狀態(tài)可以為忙或者閑)。(2)相應的總線通訊模塊可以包括USB (USB是Universal Serial BUS的縮寫，譯 為通用串行總線)通訊單元和總線接口單元；USB通訊單元，分別與主處理器和總線接口單元連接，并按照主處理器的指令通過 總線接口單元與現(xiàn)場總線進行數(shù)據(jù)傳輸；總線接口單元，與USB通訊單元和現(xiàn)場總線連接，用于在USB通訊單元和現(xiàn)場總線 之間進行數(shù)據(jù)傳輸。(3)相應的數(shù)據(jù)采集模塊可以包括嵌位電路、跟隨電路、放大電路和模數(shù)轉換電 路；相應的嵌位電路、跟隨電路、放大電路和模數(shù)轉換電路的連接方式可以參照現(xiàn)有技術中 的技術方案，主要完成太陽能發(fā)電系統(tǒng)運行參數(shù)的信號采集、整理和轉換工作，轉換后為清 晰無干擾的數(shù)字信號。(4)相應的以太網(wǎng)模塊可以包括以太網(wǎng)控制器和隔離變壓器；以太網(wǎng)控制器，分別與主處理器和隔離變壓器連接，并接收主處理器處理后的太 陽能發(fā)電系統(tǒng)運行參數(shù)，通過以太網(wǎng)傳送給隔離變壓器；隔離變壓器，分別與以太網(wǎng)控制器和遠程并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)控制單元連接，用來接收 以太網(wǎng)控制器傳送的處理后的太陽能發(fā)電系統(tǒng)運行參數(shù)，并將其轉換為平衡的信號輸出給 遠程并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)控制單元，以防止發(fā)生電涌、減少共模干擾、提高傳輸效率。優(yōu)選地，各個模塊的組成結構所選用的芯片可以包括(1)相應的主處理器可以采用DSP(DSP是Digital Signal Processor的縮寫，譯為數(shù)字信號處理器)處理芯片，例如相應的DSP處理芯片可以為TMS320VCM02處理 器，TMS320VC5402是TI公司生產的性價比極高的16位定點DSP處理芯片，操作速率可達 lOOMI/s，配置有4KXI6bit片內屏蔽式ROM (ROM是Read-Only Memory的縮寫，譯為只讀存 儲器)和16KX I6bit雙存取的RAM (RAM是Random Access Memory的縮寫，譯為隨機存儲 器)。采用雙電源供電，內核電源采用1. 8V，I/O引腳的電源采用3. 3V。(2)相應的協(xié)處理器可以采用 CPLD (CPLD 是Complex Programmable Logic Device 的縮寫，譯為復雜可編程邏輯器件)處理芯片，例如相應的CPLD處理芯片可以為Lattice 公司的 LC4256V 芯片，它采用 CMOS (CMOS 是 Complementary Metal Oxide Semiconductor 的縮寫，譯為互補金屬氧化物半導體，它是電壓控制的一種放大器件)E2PR0M(E2PROM是 Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory 的縮寫，譯為電可擦可編程只讀 存儲器，它是一種掉電后數(shù)據(jù)不丟失的存儲芯片)工藝制成，傳輸延遲僅為2. 5ns,內部具 有等效宏單元256個，最大1/0數(shù)為132個；為了適應電壓系統(tǒng)，其輸入引腳和輸出引腳均 可以兼容3. 3V/5V邏輯電平，并提供有JTAG接口(JTAG是Joint Test Action Group的縮 寫，譯為聯(lián)合測試行為組織；JTAG接口是該組織發(fā)起制定的接口標準，主要用于電路的邊 界掃描測試和可編程芯片的在線系統(tǒng)編程)，所以提高了用戶的靈活性和可擴展性。(3)相應的USB通訊單元可以包括USB協(xié)議控制芯片和一塊E2PROM ；USB協(xié)議控制芯片可以用來完成將從現(xiàn)場總線上傳過來的數(shù)據(jù)進行解析和對從 主處理器傳過來的數(shù)據(jù)進行打包；例如相應的USB協(xié)議控制芯片可以為Cypress公司的 CY7C68013A 芯片，它集成了 USB2. 0 收發(fā)器、5比(5比是％1^&1 Interface Engine 的縮寫， 譯為串行接口引擎)、增強的8051微控制器以及可編程的外部接口，數(shù)據(jù)傳輸速率可以達 到USB2. 0允許的最大帶寬(即每秒56Mbytes)；E2PROM可以用來存儲固件程序，上電后通過1 總線(1 是hter-htegrated Circuit的縮寫，1 總線是一種由PHILIPS公司開發(fā)的兩線式串行總線，用于連接微控制 器及其外圍設備)燒寫進USB協(xié)議控制芯片中，以控制USB通訊單元的通信。(4)相應的總線接口單元包括串行總線RS232接口(RS是Recommended Standard 的縮寫，譯為推薦標準；232是標識號；RS232是一種串行總線標準，RS232接口是指遵循 RS232總線標準的串行接口 )和串行總線RS485 (RS是Recommended Standard的縮寫，譯 為推薦標準；485是標識號；RS485是一種串行總線標準，RS485接口是指遵循RS485總線標 準的串行接口)接口 ；串行總線RS232接口用來在主處理器和RS232總線之間進行數(shù)據(jù)傳 輸；串行總線RS485接口用來在主處理器和RS485總線之間進行數(shù)據(jù)傳輸。(5)相應的模數(shù)轉換電路可以包括模數(shù)轉換芯片，例如相應的模數(shù)轉換芯片可以 為ADS8364芯片，ADS8364是一種六通道、16位并行輸出、同步采樣250kHz的模數(shù)轉換器， 它帶有片選、輸入時鐘、并行數(shù)據(jù)輸出以及靈活的控制信號，可直接與主處理器進行連接。(6)相應的以太網(wǎng)協(xié)議控制芯片可以采用REALTEK公司的RTL8019AS芯片，它是一 種全雙工即插即用的以太網(wǎng)控制器。(7)相應的存儲模塊可以包括一塊NAND Flash(NAND是NotAND的簡寫，譯為與非， NAND Flash是指NAND閃存，其內部采用非線性宏單元模式，為固態(tài)大容量內存的實現(xiàn)提供 了廉價有效的解決方案)和兩塊靜態(tài)RAM，用來存儲主處理器所要執(zhí)行的程序和獲取的太 陽能發(fā)電系統(tǒng)運行參數(shù)。[0057](8)相應的復位控制單元可以采用MAX823復位芯片，該芯片可以提供上電復位和 手動復位兩種工作模式，因此能夠為主處理器提供可靠的復位信號，以保證主處理器穩(wěn)定 運行。(9)相應的有源晶振單元可以采用IOM有源晶振，它可以支持3. 3V和1. 8V兩種電 源等級，這大大提高了系統(tǒng)的通用性。(10)相應的狀態(tài)指示單元可以采用兩個不同顏色的發(fā)光二極管，例如可以為當紅 色發(fā)光二極管亮時表示主處理器忙，當綠色發(fā)光二極管亮時表示主處理器閑。(11)相應的電源模塊可以完成為各個組成結構的供電任務，例如可以提供主處理 器所需要的1. 8V、各I/O接口所需要的3. 3V，以及其它芯片所需的5V電能?？梢?，本實用新型實施例的實現(xiàn)對太陽能發(fā)電系統(tǒng)的運行狀況進行實時遠程的檢 測，并可將大量有效數(shù)據(jù)及時準確地發(fā)送給并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的控制單元。以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式
，但本實用新型的保護范圍并不 局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內，可輕易想到 的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。因此，本實用新型的保護范圍應該 以權利要求書的保護范圍為準。
權利要求1.一種太陽能發(fā)電檢測裝置，用于檢測太陽能發(fā)電系統(tǒng)運行參數(shù)，并通知給遠程并網(wǎng) 發(fā)電系統(tǒng)控制單元，其特征在于，包括用于采集太陽能發(fā)電系統(tǒng)運行參數(shù)的數(shù)據(jù)采集模 塊、用于對太陽能發(fā)電系統(tǒng)運行參數(shù)進行處理并控制該太陽能發(fā)電檢測裝置運行的主控模 塊、用于將處理后的太陽能發(fā)電系統(tǒng)運行參數(shù)傳送給遠程并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)控制單元的以太網(wǎng) 模塊、用于與現(xiàn)場總線進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)目偩€通訊模塊，以及用于為數(shù)據(jù)采集模塊、主控模 塊、以太網(wǎng)模塊和總線通訊模塊提供電能的電源模塊；主控模塊包括主處理器和協(xié)處理器，主處理器分別與數(shù)據(jù)采集模塊和以太網(wǎng)模塊連 接，并通過數(shù)據(jù)采集模塊獲取太陽能發(fā)電系統(tǒng)運行參數(shù)，經過處理后，通過以太網(wǎng)模塊發(fā)送 給遠程并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)控制單元；同時，主處理器還與總線通訊模塊連接，并通過總線通訊模 塊與現(xiàn)場總線進行數(shù)據(jù)傳輸；協(xié)處理器與主處理器連接，并按照主處理器的指令對數(shù)據(jù)采 集模塊獲取的太陽能發(fā)電系統(tǒng)運行參數(shù)進行處理；電源模塊與數(shù)據(jù)采集模塊、主控模塊、以太網(wǎng)模塊和總線通訊模塊連接，并為數(shù)據(jù)采集 模塊、主控模塊、以太網(wǎng)模塊和總線通訊模塊提供電能。
2.根據(jù)權利要求1所述的太陽能發(fā)電檢測裝置，其特征在于，還包括用于存儲太陽能 發(fā)電系統(tǒng)運行參數(shù)的存儲模塊；存儲模塊與主處理器連接，并按照主處理器的指令存儲或提取太陽能發(fā)電系統(tǒng)運行參數(shù)；電源模塊與存儲模塊連接，并為存儲模塊提供電能。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的太陽能發(fā)電檢測裝置，其特征在于，所述的總線通訊模塊 包括通用串行總線USB通訊單元和用于與現(xiàn)場總線進行連接和數(shù)據(jù)傳輸?shù)目偩€接口單元；USB通訊單元分別與主處理器和總線接口單元連接，并按照主處理器的指令通過總線 接口單元與現(xiàn)場總線進行連接和數(shù)據(jù)傳輸。
4.根據(jù)權利要求3所述的太陽能發(fā)電檢測裝置，其特征在于，所述的總線接口單元包 括串行總線RS232接口和串行總線RS485接口。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的太陽能發(fā)電檢測裝置，其特征在于，所述的主處理器采用 數(shù)字信號處理器DSP處理芯片；所述的協(xié)處理器采用復雜可編程邏輯器件CPLD處理芯片。
6.根據(jù)權利要求1或2所述的太陽能發(fā)電檢測裝置，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)采集模塊 包括嵌位電路、跟隨電路、放大電路和模數(shù)轉換電路。
7.根據(jù)權利要求1或2所述的太陽能發(fā)電檢測裝置，其特征在于，所述的以太網(wǎng)模塊包 括以太網(wǎng)控制器和隔離變壓器；以太網(wǎng)控制器分別與主處理器和隔離變壓器連接，并接收主處理器處理后的太陽能發(fā) 電系統(tǒng)運行參數(shù)，通過隔離變壓器傳送給遠程并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)控制單元。
專利摘要本實用新型公開了一種太陽能發(fā)電檢測裝置，用于檢測太陽能發(fā)電系統(tǒng)運行參數(shù)，并通知給遠程并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)控制單元，包括數(shù)據(jù)采集模塊、主控模塊、以太網(wǎng)模塊、總線通訊模塊和電源模塊；主控模塊包括主處理器和協(xié)處理器，主處理器分別與數(shù)據(jù)采集模塊和以太網(wǎng)模塊連接，并通過數(shù)據(jù)采集模塊獲取太陽能發(fā)電系統(tǒng)運行參數(shù)，經過處理后，通過以太網(wǎng)模塊發(fā)送給遠程并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)控制單元；主處理器還與總線通訊模塊連接，并通過總線通訊模塊與現(xiàn)場總線通信；協(xié)處理器與主處理器連接，并按照主處理器的指令進行數(shù)據(jù)處理。本實用新型實施例對太陽能發(fā)電系統(tǒng)的運行狀況進行實時遠程的檢測，并可將大量有效數(shù)據(jù)及時準確地發(fā)送給并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的控制單元。
文檔編號H02J13/00GK201898377SQ201020575840
公開日2011年7月13日 申請日期2010年10月19日 優(yōu)先權日2010年10月19日
發(fā)明者王磊, 蘇安社, 馬君 申請人:北京賽德高科鐵道電氣科技有限責任公司