CN106899077B - 一种智能家用太阳能控制系统 - Google Patents

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Abstract

一种智能家用太阳能控制系统，包括负载、蓄电池、太阳能控制器、太阳能电池板、APP终端，所述蓄电池与负载连接，所述太阳能控制器与蓄电池连接，所述蓄电池以及负载的具体工作状态均由太阳能控制器直接控制，所述太阳能控制器内设有WiFi模块，所述WiFi模块通过AP与AWS服务器连接，并且通过AWS服务器与APP终端连接，所述太阳能电池板分别与太阳能控制器、蓄电池连接，对其进行供电。本发明智能家用太阳能控制系统使用APP终端与太阳能控制器交互，通过太阳能控制器监控并控制蓄电池和太阳能电池板工作状态，交互简单、操作友好，通过APP终端实现远程控制太阳能控制器。

Description

一种智能家用太阳能控制系统
技术领域
本发明涉及太阳能控制技术领域，尤指一种智能家用太阳能控制系统。
背景技术
现有的太阳能控制系统使用传统的遥控器配置工作模式，操作不直观，交互不友好，无法实现远程控制，更加无法根据环境因素实现自动控制，而且不能通过服务器保存所有历史数据，也不能通过APP与控制交互。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种交互简单、操作友好，能够实现实时数据监控、历史数据保存、可远程控制的智能家用太阳能控制系统。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种智能家用太阳能控制系统，包括负载、蓄电池、太阳能控制器、太阳能电池板、APP终端，所述蓄电池与负载连接，所述太阳能控制器与蓄电池连接，所述蓄电池以及负载的具体工作状态均由太阳能控制器直接控制，所述太阳能控制器内设有WiFi模块，所述WiFi模块通过AP与AWS服务器连接，并且通过AWS服务器与APP终端连接，所述太阳能电池板分别与太阳能控制器、蓄电池连接，对其进行供电；
所述WiFi模块有STA与AP两种工作模式，STA模式用于正常交换数据，AP模式用于smartlink，完成太阳能控制器联网；
所述太阳能控制器通过WiFi模块的smartlink方式接入广域网，所述AWS服务器固定IP且全球可访问，可管理太阳能控制器信息，包括太阳能控制器IP地址，太阳能控制器唯一码，太阳能控制器历史数据，太阳能控制器实时数据，同时可向APP终端转发所有数据，所述AWS服务器保存太阳能控制器所有参数数据；
所述APP终端包含太阳能控制器实时控制和太阳能控制器历史数据交互，包括获取数据和下发命令的交互、获取位置信息以及天气信息的交互、用户权限管理的交互、太阳能控制器联网的交互；
所述APP终端能够实现自动控制和手动控制；
所述APP终端能够通过太阳能控制器进行实时监控、获取过去主要历史数据、进行参数设置，实时监控包括太阳能电池板参数、蓄电池参数、负载参数，主要历史数据可图表统计以及展示，参数设置可设置和读取蓄电池以及负载的常用参数以及高级参数。
具体地，所述太阳能控制器联网步骤如下，
1）控制太阳能控制器开机或复位，通过WiFi模块进入AP工作模式，并开始广播；
2）APP终端扫描太阳能控制器，获得正在广播的太阳能控制器Mac地址和端口号，并请求连接；
3）APP终端与太阳能控制器连接成功后，APP终端将当前WiFi的SSD以及密码发送给太阳能控制器，太阳能控制器中的WiFi模块保存SSD以及密码并配置，太阳能控制器接入AP，联网成功；
4）太阳能控制器中的WiFi模块进入STA模式，可主动通过AP与AWS服务器交互，并能通过AWS服务器与APP终端交互数据。
具体地，所述APP终端的手动控制步骤如下，
1）用户通过APP终端UI表达控制，
2）APP终端获取用户控制信息后将用户行为参照数据协议打包成控制命令，
3）APP终端通过TCP/IP协议将控制命令上传至AWS服务器，并等待太阳能控制器回传控制状态结果，
4）AWS服务器解析控制命令，获取需要执行该命令的太阳控制器ID，并等待对应太阳控制器请求获取该命令，
5）太阳控制器端分时请求AWS服务器，并上传太阳控制器ID，
6）AWS服务器检测到请求命令的太阳控制器ID与APP终端上次的太阳控制器ID符合时，转发给命令至指定太阳控制器，
7）太阳控制器获取命令并解析，根据具体命令下发控制指令控制蓄电池、太阳能电池板或负载参数，
8）太阳控制器完成命令后回传控制是否成功的状态给AWS服务器，如果有返回数据需要回传，同时太阳能控制器将数据打包并回传，
9）APP终端获取控制结果，参照协议数据各个字段，并在UI上予以展示，至此一次完成的命令下发流程结束。
具体地，所述APP终端的自动控制是基于位置信息、天气信息、蓄电池状态以及负载状态数据总和分析后，提取出有用信息，得出控制逻辑，生产控制命令，其步骤如下，
1）通过获得用户位置当天和未来几天天气情况，预测太阳能电池板为了几天的发电量，从而适当调整负载功率，保证在天气情况日照不足的情况下，电池续航连续，
2）通过获得并分析蓄电池电量剩余情况，自动调整负载功率，保证电池续航，
3）通过获得负载工作情况适当调整太阳能板的充放电功率，保护蓄电池使用寿命。
本发明的有益效果在于：本发明智能家用太阳能控制系统使用APP终端与太阳能控制器交互，通过太阳能控制器监控并控制蓄电池和太阳能电池板工作状态，交互简单、操作友好，通过APP终端实现远程控制太阳能控制器；其中太阳能控制器数据、蓄电池数据和太阳能电池板数据均可存储在AWS服务器里，其数据包括实时监控数据和历史数据，并且可通过APP终端展示。
附图说明
图1 是本发明的系统结构图。
图2 是本发明的太阳能控制器联网流程图。
图3 是本发明APP终端的手动控制流程图。
图4是本发明APP终端的自动控制流程图。
具体实施方式
请参阅图1-4所示，本发明关于一种智能家用太阳能控制系统，包括负载、蓄电池、太阳能控制器、太阳能电池板、APP终端，所述蓄电池与负载连接，所述太阳能控制器与蓄电池连接，所述蓄电池以及负载的具体工作状态均由太阳能控制器直接控制，所述太阳能控制器内设有WiFi模块，所述WiFi模块通过UART接口与太阳能控制器连接，所述WiFi模块通过AP与AWS服务器连接，并且通过AWS服务器与APP终端连接，所述太阳能电池板分别与太阳能控制器、蓄电池连接，对其进行供电；
所述WiFi模块有STA与AP两种工作模式，STA模式用于正常交换数据，AP模式用于smartlink，完成太阳能控制器联网；
所述太阳能控制器通过WiFi模块的smartlink方式接入广域网，所述AWS服务器固定IP且全球可访问，可管理太阳能控制器信息，包括太阳能控制器IP地址，太阳能控制器唯一码，太阳能控制器历史数据，太阳能控制器实时数据，同时可向APP终端转发所有数据，所述AWS服务器保存太阳能控制器所有参数数据；
所述APP终端包含太阳能控制器实时控制和太阳能控制器历史数据交互，包括获取数据和下发命令的交互、获取位置信息以及天气信息的交互、用户权限管理的交互、太阳能控制器联网的交互；
所述APP终端能够实现自动控制和手动控制；
所述APP终端能够通过太阳能控制器进行实时监控、获取过去主要历史数据、进行参数设置，实时监控包括太阳能电池板参数、蓄电池参数、负载参数，其参数主要包括电压、电流、功率、开关、温度以及工作状态；
主要历史数据可图表统计以及展示，包括当天耗电量、当天发电量、当天充电安时数、当天放电安时数、当天充电最大功率、当天放大最大功率、蓄电池当天最低电压、蓄电池当天最高电压、总运行天数、蓄电池总过放次数、蓄电池总充满次数、蓄电池总充电安时数、蓄电池总放电安时数、累计发电量、累计用电量；
参数设置可设置和读取蓄电池以及负载的常用参数以及高级参数，蓄电池常用参数包括系统电压、蓄电池标称容量、蓄电池类型，蓄电池高级参数包括超压电压、充电限制电压、均衡充电电压、提升充电电压、浮充充电电压、提升充电电压、过放返回电压、欠压警告电压、过放电压、放电限制电压、过放延时时间、均衡充电时间、提升充电时间、均衡充电间隔、温度补偿系数，负载常用参数包括负载工作模式、光控延时时间、光控电压，负载高级参数包括第一段工作时间、第一段工作功率、第二段工作时间、第二段工作功率、第三段工作时间、第三段工作效率、最亮工作时间、最亮工作功率。
其中，蓄电池可为铅酸电池、锂电池、开口电池、胶体电池、密封电池以及自定义的各种电池，30W-200W功率的太阳能电池板均可适用。
具体地，所述太阳能控制器联网步骤如下，
1）控制太阳能控制器开机或复位，通过WiFi模块进入AP工作模式，并开始广播；
2）APP终端扫描太阳能控制器，获得正在广播的太阳能控制器Mac地址和端口号，并请求连接；
3）APP终端与太阳能控制器连接成功后，APP终端将当前WiFi的SSD以及密码发送给太阳能控制器，太阳能控制器中的WiFi模块保存SSD以及密码并配置，太阳能控制器接入AP，联网成功；
4）太阳能控制器中的WiFi模块进入STA模式，可主动通过AP与AWS服务器交互，并能通过AWS服务器与APP终端交互数据。
具体地，所述APP终端的手动控制步骤如下，
1）用户通过APP终端UI表达控制，
2）APP终端获取用户控制信息后将用户行为参照数据协议打包成控制命令，
3）APP终端通过TCP/IP协议将控制命令上传至AWS服务器，并等待太阳能控制器回传控制状态结果，
4）AWS服务器解析控制命令，获取需要执行该命令的太阳控制器ID，并等待对应太阳控制器请求获取该命令，
5）太阳控制器端分时请求AWS服务器，并上传太阳控制器ID，
6）AWS服务器检测到请求命令的太阳控制器ID与APP终端上次的太阳控制器ID符合时，转发给命令至指定太阳控制器，
7）太阳控制器获取命令并解析，根据具体命令下发控制指令控制蓄电池、太阳能电池板或负载参数，
8）太阳控制器完成命令后回传控制是否成功的状态给AWS服务器，如果有返回数据需要回传，同时太阳能控制器将数据打包并回传，
9）APP终端获取控制结果，参照协议数据各个字段，并在UI上予以展示，至此一次完成的命令下发流程结束。
具体地，所述APP终端的自动控制是基于位置信息、天气信息、蓄电池状态以及负载状态数据总和分析后，提取出有用信息，得出控制逻辑，生产控制命令，其步骤如下，
1）通过获得用户位置当天和未来几天天气情况，预测太阳能电池板为了几天的发电量，从而适当调整负载功率，保证在天气情况日照不足的情况下，电池续航连续，
2）通过获得并分析蓄电池电量剩余情况，自动调整负载功率，保证电池续航，
3）通过获得负载工作情况适当调整太阳能板的充放电功率，保护蓄电池使用寿命。
APP终端能够自动获取所在地理位置和天气信息，自动调节太阳能控制器工作方式，自动调节蓄电池充放电状态，通过APP终端自动控制，避免不专业的用户盲目操作系统，导致系统损坏。
以上实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (3)

1.一种智能家用太阳能控制系统，其特征在于：包括负载、蓄电池、太阳能控制器、太阳能电池板、APP终端，所述蓄电池与负载连接，所述太阳能控制器与蓄电池连接，所述蓄电池以及负载的具体工作状态均由太阳能控制器直接控制，所述太阳能控制器内设有WiFi模块，所述WiFi模块通过AP与AWS服务器连接，并且通过AWS服务器与APP终端连接，所述太阳能电池板分别与太阳能控制器、蓄电池连接，对其进行供电；
所述WiFi模块有STA与AP两种工作模式，STA模式用于正常交换数据，AP模式用于smartlink，完成太阳能控制器联网；
所述太阳能控制器通过WiFi模块的smartlink方式接入广域网，所述AWS服务器固定IP且全球访问，管理太阳能控制器信息，包括太阳能控制器IP地址，太阳能控制器唯一码，太阳能控制器历史数据，太阳能控制器实时数据，同时可向APP终端转发所有数据，所述AWS服务器保存太阳能控制器所有参数数据；
所述APP终端包含太阳能控制器实时控制和太阳能控制器历史数据交互，包括获取数据和下发命令的交互、获取位置信息以及天气信息的交互、用户权限管理的交互、太阳能控制器联网的交互；
所述APP终端能够实现自动控制和手动控制；
所述APP终端能够通过太阳能控制器进行实时监控、获取过去主要历史数据、进行参数设置，实时监控包括太阳能电池板参数、蓄电池参数、负载参数，主要历史数据可图表统计以及展示，参数设置可设置和读取蓄电池以及负载的常用参数以及高级参数；
所述APP终端的自动控制是基于位置信息、天气信息、蓄电池状态以及负载状态数据总和分析后，提取出有用信息，得出控制逻辑，生产控制命令，其步骤如下，
1）通过获得用户位置当天和未来几天天气情况，预测太阳能电池板为了几天的发电量，从而适当调整负载功率，保证在天气情况日照不足的情况下，电池续航连续，
2）通过获得并分析蓄电池电量剩余情况，自动调整负载功率，保证电池续航，
3）通过获得负载工作情况适当调整太阳能板的充放电功率，保护蓄电池使用寿命。
2.根据权利要求1所述的一种智能家用太阳能控制系统，其特征在于：所述太阳能控制器联网步骤如下，
1）控制太阳能控制器开机或复位，通过WiFi模块进入AP工作模式，并开始广播；
2）APP终端扫描太阳能控制器，获得正在广播的太阳能控制器Mac地址和端口号，并请求连接；
3）APP终端与太阳能控制器连接成功后，APP终端将当前WiFi的SSD以及密码发送给太阳能控制器，太阳能控制器中的WiFi模块保存SSD以及密码并配置，太阳能控制器接入AP，联网成功；
4）太阳能控制器中的WiFi模块进入STA模式，可主动通过AP与AWS服务器交互，并能通过AWS服务器与APP终端交互数据。
3.根据权利要求1所述的一种智能家用太阳能控制系统，其特征在于：所述APP终端的手动控制步骤如下，
1）用户通过APP终端UI表达控制，
2）APP终端获取用户控制信息后将用户行为参照数据协议打包成控制命令，
3）APP终端通过TCP/IP协议将控制命令上传至AWS服务器，并等待太阳能控制器回传控制状态结果，
4）AWS服务器解析控制命令，获取需要执行该命令的太阳控制器ID，并等待对应太阳控制器请求获取该命令，
5）太阳控制器端分时请求AWS服务器，并上传太阳控制器ID，
6）AWS服务器检测到请求命令的太阳控制器ID与APP终端上次的太阳控制器ID符合时，转发给命令至指定太阳控制器，
7）太阳控制器获取命令并解析，根据具体命令下发控制指令控制蓄电池、太阳能电池板或负载参数，
8）太阳控制器完成命令后回传控制是否成功的状态给AWS服务器，如果有返回数据需要回传，同时太阳能控制器将数据打包并回传，
9）APP终端获取控制结果，参照协议数据各个字段，并在UI上予以展示，至此一次完成的命令下发流程结束。
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