CN101819258A - 基于物联网的太阳能电池组件无线监测方法及其系统 - Google Patents

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颜友钧
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Abstract

本发明公开了一种基于物联网的太阳能电池组件无线监测方法，在太阳能电池组件上设置传感器以及无线数传装置，传感器包括电压变送器、电流变送器、温度变送器，用以采集太阳能电池组件的电压值、电流值。无线数传装置包括有单片机、模拟电信号测试口、无线数传模块。传感器连接模拟电信号测试口，模拟电信号测试口连接单片机，单片机与无线数传模块相互连接，无线数传模块以无线方式连接基于物联网的管理系统。本发明同时还公开了应用上述方法的系统。本发明性能可靠，智能控制、自动上网兼容多种网络协议，可用于太阳能电池组件的电子标签、工作电压、电流、温度等参数的无线监测仪以及电池组合工作的遥控开关。

Description

基于物联网的太阳能电池组件无线监测方法及其系统
技术领域
本发明涉及一种基于物联网的太阳能电池组件无线监测方法及其系统。
背景技术
物联网中非常重要的技术是RFID电子标签技术。结合已有的网络技术、数据库技术、移动通讯技术等，构筑一个由大量联网的阅读器和无数移动的标签组成的，比因特网更为庞大的物联网成为RFID技术发展的趋势。无线远程终端具有电子标签的所有功能，携带其终端的太阳能组件产品在生产、运输、工作、维护过程都将在物联网监测之中。
发明内容
本发明的目的是：提供一种基于物联网的太阳能电池组件无线监测方法，该方法简单易行，性能可靠，智能控制、自动上网兼容多种网络协议，可用于太阳能电池组件的电子标签、工作电压、电流、温度等电参数的无线监测仪以及电池组合工作的遥控开关。
本发明的另一个目的是：提供一种基于物联网的太阳能电池组件无线监测系统，它结构简单、单元装置的体积小、性能可靠，安装方便、智能控制、自动上网兼容多种网络协议，可用于太阳能电池组件的电子标签、工作电压、电流、温度等电参数的无线监测仪以及电池组合工作的遥控开关。
本发明的无线监测方法的技术方案是：一种基于物联网的太阳能电池组件无线监测方法，在太阳能电池组件上设置传感器以及无线数传装置，传感器采集太阳能电池组件工作参数，无线数传装置将太阳能电池组件工作参数以无线方式传送给基于物联网的管理系统。
以下是对上述技术方案的进一步解释：
所述工作参数包括电压工作参数、电流工作参数，传感器包括电压变送器、电流变送器；电压变送器连接太阳能电池组件的电压输出端，电流变送器连接太阳能电池组件的电流输出端。
所述工作参数包括温度工作参数，传感器包括温度变送器，温度变送器连接太阳能电池的组件温度测量端。
所述无线数传装置包括有单片机、模拟电信号测试口、无线数传模块，所述传感器连接模拟电信号测试口，模拟电信号测试口连接单片机，单片机与无线数传模块相互连接，无线数传模块以无线方式连接基于物联网的管理系统。
本发明的无线监测系统的技术方案是：一种基于物联网的太阳能电池组件无线监测系统，它包括太阳能电池组件，太阳能电池组件上设置有用以采集太阳能电池组件工作参数的传感器，传感器连接无线传送装置，无线传送装置以无线方式连接基于物联网的管理系统。
以下是对上述技术方案的进一步解释：
所述传感器包括电压变送器、电流变送器；电压变送器连接太阳能电池组件的电压输出端，电流变送器连接太阳能电池组件的电流输出端。
所述传感器包括温度变送器，温度变送器连接太阳能电池的组件温度测量端。
所述无线数传装置包括有单片机、模拟电信号测试口、无线数传模块，所述传感器连接模拟电信号测试口，模拟电信号测试口连接单片机，单片机与无线数传模块相互连接，无线数传模块以无线方式连接基于物联网的管理系统。
基于物联网的无线数传系统为一个局域网络，在这个半径范围内以数传点的形式与监控中心通信，最大距离600m。如超出无线传送半径范围可采用接力传输的方法。太阳能电池每个单元组件有一个接线盒，从接线盒中取出电源经变换适配电源后提供给无线数传单元用。无线数传单元为数传模快和单片机组成，非接触直流电流传感器和非接触直流电压传感器的模拟量送入单片机AD口进行采样，量值数据以RS232方式送到无线数传模块再以数据帧的方式发送到监控中心。接收和发射都以唯一的身份码来鉴别，再加上单片机与数传模块有很好的纠错能力，因此误码率极低能可靠地传输数据和执行控制。
本发明是一种对太阳能组件在运输、调试、运行中的过程监测技术，它根据大功率太阳能电池组发电的单板组合原理对每个单组光伏电池加装无线数传模块用于实时监测电流、电压值、温度并能远程发送到电站管理监测中心。监测中心的计算机以物联网管理系统为基础，具有太阳能发电现场图形及操作界面，操作系统具有数据显示、记录、分析及故障位置提示等功能。
本发明的优点是：
1.本发明结构简单、体积小、性能可靠，安装方便、智能控制、自动上网兼容多种网络协议。
2.本发明使用专用非接触直流电流传感器、非接触直流电压传感器和温度传感器与带有无线数传模块和AD电路的智能单片机组成专用模块，并注入基于物联网的通讯协议，使其成为单个太阳能电池组件的“电子标签模块”成为物联网中的基本单元，每个单元在网上能被统一管理。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述：
图1为本发明的原理框图。
图2为本发明的传感器以及无线数传装置的原理框图。
图3为本发明的原理示意图。
图4为本发明的一种实施例的无线数传装置的示意图。
图5为本发明的一种实施例的传感器部分的示意图。
其中：10太阳能电池组件；20传感器以及无线数传装置；21电压变送器；22电流变送器；23温度变送器；24无线数传装置；25单片机；251单片机电源；26模拟电信号测试口；27无线数传模块；28开路继电器；29跳接继电器；31无线数传模块；32基于物联网的管理系统；33因特网；51接线盒电流导线；52激励单元；53电流鉴别输出单元；54霍尔元件或磁敏电阻；55温度补偿单元；56环形铁芯。
具体实施方式
实施例一：
一种基于物联网的太阳能电池组件无线监测方法，在太阳能电池组件10上设置传感器以及无线数传装置24。传感器采集太阳能电池组件10的电压值、电流值、温度工作参数。无线数传装置24将太阳能电池组件10的电压值、电流值、温度工作参数以无线方式传送给基于物联网的管理系统32。
传感器包括电压变送器21、电流变送器22、温度变送器23。电压变送器21连接太阳能电池组件10的电压输出端，电流变送器22连接太阳能电池组件10的电流输出端，温度变送器23连接太阳能电池组件10的温度测量端。无线数传装置24包括有单片机25及辅助电路、模拟电信号测试口26、无线数传模块27。电压变送器21、电流变送器22、温度变送器23分别连接模拟电信号测试口26，模拟电信号测试口26连接单片机25，单片机25与无线数传模块27相互连接，无线数传模块27以无线方式连接基于物联网的管理系统32。
实施例二：
如图1、图2、图3所示，一种基于物联网的太阳能电池组件无线监测系统，包括多个太阳能电池组件10，每个太阳能电池组件10上设置传感器以及无线数传装置24。
传感器包括电压变送器21、电流变送器22、温度变送器23，用以采集太阳能电池组件电压值、电流值、温度工作参数。电压变送器21连接太阳能电池组件10的电压输出端，电流变送器22连接太阳能电池组件10的电流输出端，温度变送器23连接太阳能电池组件10的温度测量端。
无线数传装置24包括有单片机25及辅助电路、模拟电信号测试口26、无线数传模块27。电压变送器21、电流变送器22、温度变送器23分别连接模拟电信号测试口26，模拟电信号测试口26连接单片机25，单片机25与无线数传模块27相互连接，无线数传模块27以无线方式连接基于物联网的管理系统32，用于将太阳能电池组件10电压值、电流值、温度工作参数以无线方式传送给基于物联网的管理系统32。
太阳能电池每个单元组件有一个接线盒，从接线盒中取出电源经变换适配电源后提供给无线数传装置24用。
非接触直流电压传感器21和非接触直流电流传感器22的模拟量送入单片机模拟电信号测试口26进行采样，量值数据以RS232方式送到无线数传模块27再以数据帧的方式发送到监控中心。接收和发射都以唯一的身份码来鉴别，再加上单片机25与无线数传模块27有很好的纠错能力，因此误码率极低能可靠地传输数据和执行控制。
如图3所示，这个基于物联网的无线数传系统为一个局域网络，在这个半径范围内以数传点的形式与监控中心通信，最大距离600m。如超出无线传送半径范围可采用接力传输的方法。
根据大功率太阳能电池组发电的单板组合原理对每个单组光伏电池加装无线数传模块用于实时监测电流、电压值并能远程发送到电站管理监测中心。监测中心的计算机以物联网管理系统为基础，具有太阳能发电现场图形及操作界面，操作系统具有数据显示、记录、分析及故障位置提示等功能。
基本技术要求：通信距离≤600m、每个终端只有一个唯一的身份码。路由能力为216点址；点速≤5ms，非收费、非无管频道。能实时检测单组太阳能电池的电流、电压、温度值并能控制该组电池的断开和跳接功能(参考图4)。
应当指出，对于经充分说明的本发明来说，还可具有多种变换及改型的实施方案，并不局限于上述实施方式的具体实施例。上述实施例仅仅作为本发明的说明，而不是限制。总之，本发明的保护范围应包括那些对于本领域普通技术人员来说显而易见的变换或替代以及改型。

Claims (8)

1.一种基于物联网的太阳能电池组件无线监测方法，其特征在于：在太阳能电池组件(10)上设置传感器以及无线数传装置，传感器采集太阳能电池组件(10)工作参数，无线数传装置(24)将太阳能电池组件(10)工作参数以无线方式传送给基于物联网的管理系统(32)。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的太阳能电池组件无线监测方法，其特征在于：所述工作参数包括电压工作参数、电流工作参数，传感器包括电压变送器(21)、电流变送器(22)；电压变送器(21)连接太阳能电池组件(10)的电压输出端，电流变送器(22)连接太阳能电池组件(10)的电流输出端。
3.根据权利要求1所述的基于物联网的太阳能电池组件无线监测方法，其特征在于：所述工作参数包括温度工作参数，传感器包括温度变送器(23)，温度变送器(23)连接太阳能电池组件(10)的温度测量端。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的基于物联网的太阳能电池组件无线监测方法，其特征在于：所述无线数传装置(24)包括有单片机(25)、模拟电信号测试口(26)、无线数传模块(27)，所述传感器连接模拟电信号测试口(26)，模拟电信号测试口(26)连接单片机(25)，单片机(25)与无线数传模块(27)相互连接，无线数传模块(27)以无线方式连接基于物联网的管理系统(32)。
5.一种基于物联网的太阳能电池组件无线监测系统，其特征在于：它包括太阳能电池组件(10)，太阳能电池组件(10)上设置有用以采集太阳能电池组件(10)工作参数的传感器，传感器连接无线传送装置(24)，无线传送装置(24)以无线方式连接基于物联网的管理系统(32)。
6.根据权利要求5所述的基于物联网的太阳能电池组件无线监测系统，其特征在于：所述传感器包括电压变送器(21)、电流变送器(22)；电压变送器(21)连接太阳能电池组件(10)的电压输出端，电流变送器(22)连接太阳能电池组件(10)的电流输出端。
7.根据权利要求5所述的基于物联网的太阳能电池组件无线监测系统，其特征在于：所述传感器包括温度变送器(23)，温度变送器(23)连接太阳能电池组件(10)的温度测量端。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的基于物联网的太阳能电池组件无线监测系统，其特征在于：所述无线数传装置(24)包括有单片机(25)、模拟电信号测试口(26)、无线数传模块(27)，所述传感器连接模拟电信号测试口(26)，模拟电信号测试口(26)连接单片机(25)，单片机(25)与无线数传模块(27)相互连接，无线数传模块(27)以无线方式连接基于物联网的管理系统(32)。
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