一種基于無線通訊的太陽能發(fā)電監(jiān)控裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于無線通訊的太陽能發(fā)電監(jiān)控裝置，包括太陽能電池板，還包括上位機(jī)模塊、第一單片機(jī)模塊、第一無線通訊模塊、第二單片機(jī)模塊、第二無線通訊模塊、控制模塊、顯示模塊和傳感器模塊；其中，所述上位機(jī)模塊、第一無線通訊模塊分別與第一單片機(jī)模塊連接，第二無線通訊模塊、控制模塊、顯示模塊、傳感器模塊分別與第二單片機(jī)模塊連接，第一無線通訊模塊和第二無線通訊模塊連接，傳感器模塊固定在太陽能電池板上。本實用新型采用顯示模塊與第二單片機(jī)模塊連接，上位機(jī)模塊與第一單片機(jī)模塊連接，可以讓使用者在發(fā)電現(xiàn)場和控制室內(nèi)均可了解太陽能發(fā)電監(jiān)控裝置的實時工作狀況，降低裝置成本。
【專利說明】一種基于無線通訊的太陽能發(fā)電監(jiān)控裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及太陽能發(fā)電監(jiān)控領(lǐng)域，特別是一種基于無線通訊的太陽能發(fā)電監(jiān)控裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能是一種極為豐富并可再生的清潔能源，隨著太陽能發(fā)電技術(shù)的逐步成熟，太陽能發(fā)電裝置在我國的應(yīng)用也日益增多。但隨著太陽能發(fā)電裝置的大范圍應(yīng)用與普及出現(xiàn)了諸多問題，如發(fā)電質(zhì)量、發(fā)電效率以及發(fā)電裝置的安全工作等問題。目前太陽能發(fā)電裝置受自然環(huán)境的影響較大，例如光照等條件直接影響著裝置發(fā)出電能的質(zhì)量，同時戶外的工作環(huán)境也會對太陽能發(fā)電裝置的安全工作起到威脅。使用者在室內(nèi)無法了解太陽能發(fā)電裝置的實時工作情況，當(dāng)太陽能發(fā)電裝置溫度過高時無法報警，當(dāng)太陽能發(fā)電裝置受到安全威脅時使用者在室內(nèi)也無法了解實時狀況。如何克服現(xiàn)有技術(shù)的不足已成為現(xiàn)有太陽能發(fā)電監(jiān)控領(lǐng)域亟待解決的重點難題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種基于無線通訊的太陽能發(fā)電監(jiān)控裝置，使用者在發(fā)電現(xiàn)場和控制室內(nèi)均可以了解發(fā)電監(jiān)控裝置的實時工作狀況。
[0004]本實用新型為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案:
[0005]根據(jù)本實用新型提出的一種基于無線通訊的太陽能發(fā)電監(jiān)控裝置，包括太陽能電池板，還包括上位機(jī)模塊、第一單片機(jī)模塊、第一無線通訊模塊、第二單片機(jī)模塊、第二無線通訊模塊、控制模塊、顯示模塊和傳感器模塊；其中，所述上位機(jī)模塊、第一無線通訊模塊分別與第一單片機(jī)模塊連接，第二無線通訊模塊、控制模塊、顯示模塊、傳感器模塊分別與第二單片機(jī)模塊連接，第一無線通訊模塊和第二無線通訊模塊連接，傳感器模塊固定在太陽能電池板上。
[0006]作為本實用新型的一種基于無線通訊的太陽能發(fā)電監(jiān)控裝置進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述第一單片機(jī)模塊與上位機(jī)模塊通過RS232方式連接，第一單片機(jī)模塊通過TTL方式與第一無線通訊模塊連接，第二單片機(jī)模塊通過TTL方式與第二無線通訊模塊連接，傳感器模塊、顯示模塊、控制模塊均與第二單片機(jī)模塊的I/O引腳相連接。
[0007]作為本實用新型的一種基于無線通訊的太陽能發(fā)電監(jiān)控裝置進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述第一單片機(jī)模塊、第二單片機(jī)模塊均為Cortex-M3內(nèi)核的STM32微處理器。
[0008]作為本實用新型的一種基于無線通訊的太陽能發(fā)電監(jiān)控裝置進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述控制模塊為二維舵機(jī)云臺，二維舵機(jī)云臺固定在太陽能電池板下，用于實現(xiàn)太陽能電池板的多角度轉(zhuǎn)動。
[0009]作為本實用新型的一種基于無線通訊的太陽能發(fā)電監(jiān)控裝置進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述第一無線通訊模塊、第二無線通訊模塊均為SM卡的集成模塊，所述顯示模塊為液晶顯示屏。
[0010]作為本實用新型的一種基于無線通訊的太陽能發(fā)電監(jiān)控裝置進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述傳感器模塊包括溫度傳感器、光照強(qiáng)度傳感器和電壓檢測電路。
[0011]作為本實用新型的一種基于無線通訊的太陽能發(fā)電監(jiān)控裝置進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述溫度傳感器為集成型溫度傳感器，光照強(qiáng)度傳感器為環(huán)境光強(qiáng)度傳感器集成電路，電壓檢測電路包括并聯(lián)高阻值電阻與AD轉(zhuǎn)換芯片。
[0012]作為本實用新型的一種基于無線通訊的太陽能發(fā)電監(jiān)控裝置進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述溫度傳感器包括AD590溫敏電流源，所述光照強(qiáng)度傳感器為BH1750FVI集成型數(shù)字光強(qiáng)傳感器。
[0013]作為本實用新型的一種基于無線通訊的太陽能發(fā)電監(jiān)控裝置進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述AD590溫敏電流源包括AD581芯片、AD590芯片、第一 LM358雙運算放大器和第一至五電阻；其中，AD581芯片的電源端與+15V電壓連接，AD581芯片的接地端與地連接，AD581芯片的輸出端與第一電阻的一端連接，第一電阻的另一端與第二電阻的一端連接，第二電阻的另一端與第一 LM358雙運算放大器的反相輸入端、第三電阻的一端、AD590芯片的高電位端分別連接，第三電阻的另一端與第四電阻的一端連接，第四電阻的另一端與第一 LM358雙運算放大器的輸出端連接，第一 LM358雙運算放大器的正輸入端與第五電阻的一端連接，第五電阻的另一端與地連接，第一 LM358雙運算放大器的電源端與+15V電壓連接，第一LM358雙運算放大器的接地端與-15V電壓連接，AD590芯片的低電位端與-15V電壓連接。
[0014]作為本實用新型的一種基于無線通訊的太陽能發(fā)電監(jiān)控裝置進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述電壓檢測電路包括第六至十電阻和第二 LM358雙運算放大器，其中，第六電阻的一端接高電位，第六電阻的另一端與第七電阻的一端、第八電阻的一端分別連接，第七電阻的另一端接低電位，第八電阻的另一端與第九電阻的一端、第二 LM358雙運算放大器的反相輸入端分別連接，第二 LM358雙運算放大器的正輸入端與第十電阻的一端連接，第十電阻的另一端與地連接，第九電阻的另一端與第二 LM358雙運算放大器的輸出端連接，第二 LM358雙運算放大器的正電源端與+5V電壓連接，第二 LM358雙運算放大器的負(fù)電源端與-5V電壓連接。
[0015]本實用新型采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果:
[0016](I)本實用新型采用顯示模塊與第二單片機(jī)模塊連接，上位機(jī)模塊與第一單片機(jī)模塊連接，可以讓使用者在發(fā)電現(xiàn)場和控制室內(nèi)均可了解太陽能發(fā)電監(jiān)控裝置的實時工作狀況；
[0017](2)本實用新型中的傳感器模塊采用集成型溫度傳感器，降低裝置成本的同時保證檢測裝置數(shù)據(jù)的可靠性；光照強(qiáng)度傳感器采用環(huán)境光強(qiáng)度傳感器集成電路，提高裝置檢測光照強(qiáng)度信號的可靠性；電壓檢測電路采用并聯(lián)高阻值電阻與AD轉(zhuǎn)換芯片，降低裝置成本；
[0018](3)本實用新型的通訊模塊采用基于SIM卡的集成模塊，提高通訊模塊的可靠性及數(shù)據(jù)的傳輸距離；
[0019](4)本實用新型中的控制模塊采用二維舵機(jī)云臺，可以提高太陽能電池板轉(zhuǎn)動角度的靈活性，在環(huán)境溫度超過超過預(yù)設(shè)數(shù)值時可以及時發(fā)出警報。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1是本實用新型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ] 圖2是AD590溫敏電流源。
[0022]圖3是電壓檢測電路。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明:
[0024]下面結(jié)合附圖對本實用新型較佳實施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使實用新型的優(yōu)點和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對本實用新型的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。
[0025]如圖1所示是本實用新型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，一種基于無線通訊的太陽能發(fā)電監(jiān)控裝置，包括太陽能電池板，還包括上位機(jī)模塊、第一單片機(jī)模塊、第一無線通訊模塊、第二單片機(jī)模塊、第二無線通訊模塊、控制模塊、顯示模塊和傳感器模塊；其中，所述上位機(jī)模塊、第一無線通訊模塊分別與第一單片機(jī)模塊連接，第二無線通訊模塊、控制模塊、顯示模塊、傳感器模塊分別與第二單片機(jī)模塊連接，第一無線通訊模塊和第二無線通訊模塊連接，傳感器模塊固定在太陽能電池板上。
[0026]所述第一單片機(jī)模塊與上位機(jī)模塊通過RS232方式連接，第一單片機(jī)模塊通過TTL方式與第一無線通訊模塊連接，第二單片機(jī)模塊通過TTL方式與第二無線通訊模塊連接，傳感器模塊、顯示模塊、控制模塊均與第二單片機(jī)模塊的I/O引腳相連接。
[0027]所述第一單片機(jī)模塊、第二單片機(jī)模塊均為Cortex_M3內(nèi)核的STM32微處理器。
[0028]所述控制模塊為二維舵機(jī)云臺，二維舵機(jī)云臺固定在太陽能電池板下，用于實現(xiàn)太陽能電池板的多角度轉(zhuǎn)動。
[0029]所述第一無線通訊模塊、第二無線通訊模塊均為SM卡的集成模塊，所述顯示模塊為液晶顯示屏。
[0030]所述傳感器模塊包括溫度傳感器、光照強(qiáng)度傳感器和電壓檢測電路。
[0031]所述溫度傳感器為集成型溫度傳感器，光照強(qiáng)度傳感器為環(huán)境光強(qiáng)度傳感器集成電路，電壓檢測電路包括并聯(lián)高阻值電阻與AD轉(zhuǎn)換芯片。
[0032]所述溫度傳感器包括AD590溫敏電流源，所述光照強(qiáng)度傳感器為BH1750FVI集成型數(shù)字光強(qiáng)傳感器。
[0033]圖2是AD590溫敏電流源，所述AD590溫敏電流源包括AD581芯片、AD590芯片、第一 LM358雙運算放大器和第一至五電阻Rl、R2、R3、R4、R5 ;其中，AD581芯片的電源端與+15V電壓連接，AD581芯片的接地端與地連接，AD581芯片的輸出端與第一電阻Rl的一端連接，第一電阻Rl的另一端與第二電阻R2的一端連接，第二電阻R2的另一端與第一 LM358雙運算放大器的反相輸入端、第三電阻R3的一端、AD590芯片的高電位端分別連接，第三電阻R3的另一端與第四電阻R4的一端連接，第四電阻R4的另一端與第一 LM358雙運算放大器的輸出端連接，第一 LM358雙運算放大器的正輸入端與第五電阻R5的一端連接,第五電阻R5的另一端與地連接，第一 LM358雙運算放大器的電源端與+15V電壓連接，第一 LM358雙運算放大器的接地端與-15V電壓連接，AD590芯片的低電位端與-15V電壓連接。
[0034]圖3是電壓檢測電路，所述電壓檢測電路包括第六至十電阻R6、R7、R8、R9、R10和第二 LM358雙運算放大器，其中，第六電阻的一端接高電位，第六電阻R6的另一端與第七電阻R7的一端、第八電阻R8的一端分別連接，第七電阻R7的另一端接低電位，第八電阻R8的另一端與第九電阻R9的一端、第二LM358雙運算放大器的反相輸入端分別連接，第二LM358雙運算放大器的正輸入端與第十電阻RlO的一端連接，第十電阻RlO的另一端與地連接，第九電阻R9的另一端與第二 LM358雙運算放大器的輸出端連接，第二 LM358雙運算放大器的正電源端與+5V電壓連接，第二 LM358雙運算放大器的負(fù)電源端與-5V電壓連接。
[0035]本系統(tǒng)傳感器監(jiān)測工作流程如下:
[0036]1、傳感器模塊將測得的物理量轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后傳送至第二單片機(jī)模塊(從機(jī))。
[0037]2、第二單片機(jī)模塊(從機(jī))接收來自傳感器模塊的數(shù)據(jù)后，對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，將數(shù)據(jù)打包發(fā)送至第二無線通訊模塊，同時將數(shù)據(jù)處理后實時顯示在顯示模塊上。
[0038]3、第二無線通訊模塊通過GPRS數(shù)據(jù)功能，將來自第二單片機(jī)模塊(從機(jī))的數(shù)據(jù)發(fā)送至與第一單片機(jī)模塊(主機(jī))線連接的第一無線通訊模塊。
[0039]4、與第一單片機(jī)模塊(主機(jī))模塊連接的第一無線通訊模塊在接收到數(shù)據(jù)后將數(shù)據(jù)發(fā)送至第一單片機(jī)模塊(主機(jī))。
[0040]5、第一單片機(jī)模塊(主機(jī))對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，將數(shù)據(jù)發(fā)送至上位機(jī)模塊。
[0041]6、上位機(jī)模塊將接收到的數(shù)據(jù)通過上位機(jī)軟件顯示出來。
[0042]本系統(tǒng)的上位機(jī)軟件控制工作流程如下:
[0043]1.用戶通過上位機(jī)模塊操作產(chǎn)生相應(yīng)的控制數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送至第一單片機(jī)模塊(主機(jī))。
[0044]2.第一單片機(jī)模塊(主機(jī))接收來自上位機(jī)模塊的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)處理后打包發(fā)送至第一無線通訊模塊。
[0045]3.第一無線通訊模塊通過GPRS數(shù)據(jù)功能，將來自第一單片機(jī)模塊(主機(jī))11的數(shù)據(jù)發(fā)送至另一端指定的第二無線通訊模塊。
[0046]4.指定的第二無線通訊模塊接收到數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)發(fā)送至與之連接的第二單片機(jī)模塊(從機(jī))。
[0047]5.第二單片機(jī)模塊(從機(jī))接收到來自第二無線通訊模塊的數(shù)據(jù)后，對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的控制信號，并發(fā)送至控制模塊，驅(qū)動固定在太陽能電池板下的二維舵機(jī)云臺工作。
[0048]本實用新型其采用集成型溫度傳感器，降低裝置成本同時保證檢測裝置溫度的可靠性；采用環(huán)境光強(qiáng)度傳感器集成電路，提高裝置檢測光照強(qiáng)度信號的可靠性；采用基于SIM卡的集成通訊模塊，提高通訊模塊的可靠性與數(shù)據(jù)的傳輸距離；采用并聯(lián)高阻值電阻與AD轉(zhuǎn)換芯片的電壓檢測電路，降低裝置成本；采用液晶顯示屏，可以讓使用者在發(fā)電現(xiàn)場了解裝置工作狀況；采用上位機(jī)顯示，可以讓使用者遠(yuǎn)程了解發(fā)電裝置的實時工作狀況。在裝置溫度超過預(yù)設(shè)數(shù)值時可以及時發(fā)出警報。采用二維舵機(jī)云臺作為控制裝置，可以提高太陽能電池板角度調(diào)整的靈活性。
[0049]以上所述僅為本實用新型的實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本實用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于無線通訊的太陽能發(fā)電監(jiān)控裝置，包括太陽能電池板，其特征在于，還包括上位機(jī)模塊、第一單片機(jī)模塊、第一無線通訊模塊、第二單片機(jī)模塊、第二無線通訊模塊、控制模塊、顯示模塊和傳感器模塊；其中，所述上位機(jī)模塊、第一無線通訊模塊分別與第一單片機(jī)模塊連接，第二無線通訊模塊、控制模塊、顯示模塊、傳感器模塊分別與第二單片機(jī)模塊連接，第一無線通訊模塊和第二無線通訊模塊連接，傳感器模塊固定在太陽能電池板上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無線通訊的太陽能發(fā)電監(jiān)控裝置，其特征在于，所述第一單片機(jī)模塊與上位機(jī)模塊通過RS232方式連接，第一單片機(jī)模塊通過TTL方式與第一無線通訊模塊連接，第二單片機(jī)模塊通過TTL方式與第二無線通訊模塊連接，傳感器模塊、顯示模塊、控制模塊均與第二單片機(jī)模塊的I/O引腳相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無線通訊的太陽能發(fā)電監(jiān)控裝置，其特征在于，所述第一單片機(jī)模塊、第二單片機(jī)模塊均為Cortex-M3內(nèi)核的STM32微處理器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無線通訊的太陽能發(fā)電監(jiān)控裝置，其特征在于，所述控制模塊為二維舵機(jī)云臺，二維舵機(jī)云臺固定在太陽能電池板下，用于實現(xiàn)太陽能電池板的多角度轉(zhuǎn)動。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無線通訊的太陽能發(fā)電監(jiān)控裝置，其特征在于，所述第一無線通訊模塊、第二無線通訊模塊均為SM卡的集成模塊，所述顯示模塊為液晶顯示屏。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無線通訊的太陽能發(fā)電監(jiān)控裝置，其特征在于，所述傳感器模塊包括溫度傳感器、光照強(qiáng)度傳感器和電壓檢測電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于無線通訊的太陽能發(fā)電監(jiān)控裝置，其特征在于，所述溫度傳感器為集成型溫度傳感器，光照強(qiáng)度傳感器為環(huán)境光強(qiáng)度傳感器集成電路，電壓檢測電路包括并聯(lián)高阻值電阻與AD轉(zhuǎn)換芯片。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于無線通訊的太陽能發(fā)電監(jiān)控裝置，其特征在于，所述溫度傳感器包括AD590溫敏電流源，所述光照強(qiáng)度傳感器為BH1750FVI集成型數(shù)字光強(qiáng)傳感器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種基于無線通訊的太陽能發(fā)電監(jiān)控裝置，其特征在于，所述AD590溫敏電流源包括AD581芯片、AD590芯片、第一 LM358雙運算放大器和第一至五電阻；其中，AD581芯片的電源端與+15V電壓連接，AD581芯片的接地端與地連接，AD581芯片的輸出端與第一電阻的一端連接，第一電阻的另一端與第二電阻的一端連接，第二電阻的另一端與第一 LM358雙運算放大器的反相輸入端、第三電阻的一端、AD590芯片的高電位端分別連接，第三電阻的另一端與第四電阻的一端連接，第四電阻的另一端與第一 LM358雙運算放大器的輸出端連接，第一 LM358雙運算放大器的正輸入端與第五電阻的一端連接，第五電阻的另一端與地連接，第一 LM358雙運算放大器的電源端與+15V電壓連接，第一LM358雙運算放大器的接地端與-15V電壓連接，AD590芯片的低電位端與-15V電壓連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于無線通訊的太陽能發(fā)電監(jiān)控裝置，其特征在于，所述電壓檢測電路包括第六至十電阻和第二 LM358雙運算放大器，其中，第六電阻的一端接高電位，第六電阻的另一端與第七電阻的一端、第八電阻的一端分別連接，第七電阻的另一端接低電位，第八電阻的另一端與第九電阻的一端、第二 LM358雙運算放大器的反相輸入端分別連接，第二 LM358雙運算放大器的正輸入端與第十電阻的一端連接，第十電阻的另一端與地連接，第九電阻的另一端與第二 LM358雙運算放大器的輸出端連接，第二 LM358雙運算放大器的正電源端與+5V電壓連接，第二 LM358雙運算放大器的負(fù)電源端與-5V電壓連接。
【文檔編號】H02S50/00GK204156808SQ201420671044
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月12日
【發(fā)明者】錢承山, 袁米, 邵文曄 申請人:南京信息工程大學(xué)