CN108806093A - 带密码的便携式太阳能系统的软件设计 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了带密码的便携式太阳能系统的软件设计，包括单片机、充电模块、放电模块、锂电池、密码按键、DC‑DC转换和收音机模块，首先通过程序进行初始化，然后检查系统是否欠费，若是，则关闭系统对外输电，若否，检测系统可对外输电的剩余时间，同时以秒为单位不间断地减去使用时间，到时间了则关闭系统对外输电，之后等待是否有密码输入，若是，则让系统重新对外输电，若否，则返回到“检查系统是否欠费”那一步，重复以上的控制流程，通过此系统流程的操作，便于非洲人在使用中进行分期付款，有效的解决的对于极其贫困的非洲人来说，没有能力一次性支付的能力，同时提高了其支付效率，结构简单，操作速度便捷。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能系统的软件设计技术领域，具体为带密码的便携式太阳能系统的软件设计。
背景技术
目前，非洲电力建设不足，根据2017版《BP世界能源统计年鉴》，2016 年，非洲的发电量只占世界发电量的3％，非洲尚有约6亿无电人口，超过总非洲人口的一半。在撒哈拉沙漠以南的地区，只有30％的人口可以用电，为解决这些无电非洲人民的生活问题，很多公司研发了便携式太阳能发电系统。
但是目前市场上的带密码的便携式太阳能系统的软件虽成本不算高，但对于极其贫困的非洲人来说，没有能力一次性支付，且存在着效率低、结构复杂和速度慢等问题，针对以上情况，我公司研发了一款带密码的便携式太阳能系统，允许客户在使用中分期付款。
发明内容
本发明提供带密码的便携式太阳能系统的软件设计，可以有效解决上述背景技术中提出对于极其贫困的非洲人来说，没有能力一次性支付，且存在着效率低、结构复杂和速度慢的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：带密码的便携式太阳能系统的软件设计，包括单片机、充电模块、放电模块、锂电池、密码按键、DC-DC 转换和收音机模块，所述单片机是整个系统的核心，对系统所发电能进行调节和控制，最大限度地对蓄电池进行充电，并对蓄电池起到过充放电保护的作用，同时负责数据的接受与发送。
根据上述技术方案，所述充电模块为主要负责太阳能到蓄电池的充电控制；所述放电模块是主要负责蓄电池到负载的放电控制；所述锂电池主要作用为储能，即将光伏组件提供的电能转化为化学能储存起来。
根据上述技术方案，所述锂电池包含充电电路，当锂电池组充电时，外接电源正负极分别接电池组正负极BAT+和BAT-两端，充电电流流经电池组正极 BAT+、电池组中单节锂电池1～N、放电控制开关器件、充电控制开关器件、电池组负极BAT-；
电路部分单节锂电池保护芯片的充电过电压保护控制信号经光耦隔离后并联输出，为主电路中充电开关器件的导通提供栅极电压，如某一节或几节锂电池在充电过程中先进入过电压保护状态，则由过电压保护信号控制并联在单节锂电池正负极两端的分流放电支路放电，同时将串接在充电回路中的对应单体锂电池断离出充电回路；
锂电池组串联充电时，忽略单节电池容量差别的影响，一般内阻较小的电池先充满，此时，相应的过电压保护信号控制分流放电支路的开关器件闭合，在原电池两端并联上一个分流电阻，根据电池的PNGV等效电路模型，此时分流支路电阻相当于先充满的单节锂电池的负载，该电池通过其放电，使电池端电压维持在充满状态附近一个极小的范围内，假设第1节锂电池先充电完成，进入过电压保护状态，当所有单节电池均充电进入过电压保护状态时，全部单节锂电池电压大小在误差范围内完全相等，各节保护芯片充电保护控制信号均变低，无法为主电路中的充电控制开关器件提供栅极偏压，使其关断，主回路断开，即实现均衡充电，充电过程完成。
根据上述技术方案，当电池组放电时，外接负载分别接电池组正负极BAT+ 和BAT-两端，放电电流流经电池组负极BAT-、充电控制开关器件、放电控制开关器件、电池组中单节锂电池N～1和电池组正极BAT+，系统中控制电路部分单节锂电池保护芯片的放电欠电压保护、过流和短路保护控制信号经光耦隔离后串联输出，为主电路中放电开关器件的导通提供栅极电压，一旦电池组在放电过程中遇到单节锂电池欠电压或者过流和短路等特殊情况，对应的单节锂电池放电保护控制信号变低，无法为主电路中的放电控制开关器件提供栅极偏压，使其关断，主回路断开，即结束放电使用过程。
根据上述技术方案，所述密码按键是密码的外接输入；所述DC-DC转换是进行直流高、低压的转换，为手机提供5V的充电电压；所述收音机模块是进行 FM收音机的播放以及MP3歌曲的播放。
与现有技术相比，本发明的有益效果：首先通过程序进行初始化，然后检查系统是否欠费，若是，则关闭系统对外输电，若否，检测系统可对外输电的剩余时间，同时以秒为单位不间断地减去使用时间，到时间了则关闭系统对外输电，之后等待是否有密码输入，若是，则让系统重新对外输电，若否，则返回到“检查系统是否欠费”那一步，重复以上的控制流程，通过此系统流程的操作，便于非洲人在使用中进行分期付款，有效的解决的对于极其贫困的非洲人来说，没有能力一次性支付的能力，同时提高了其支付效率，结构简单，操作速度便捷。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
在附图中：
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的技术方案图；
图3是本发明的防回流电路图；
图4是本发明的控制电路图；
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例：如图1-4所示，本发明提供太阳能系统的软件设计技术方案，带密码的便携式太阳能系统的软件设计，包括单片机、充电模块、放电模块、锂电池、密码按键、DC-DC转换和收音机模块，单片机是整个系统的核心，对系统所发电能进行调节和控制，最大限度地对蓄电池进行充电，并对蓄电池起到过充放电保护的作用，同时负责数据的接受与发送。
根据上述技术方案，充电模块为主要负责太阳能到蓄电池的充电控制；放电模块是主要负责蓄电池到负载的放电控制；锂电池主要作用为储能，即将光伏组件提供的电能转化为化学能储存起来。
根据上述技术方案，锂电池包含充电电路，当锂电池组充电时，外接电源正负极分别接电池组正负极BAT+和BAT-两端，充电电流流经电池组正极BAT+、电池组中单节锂电池1～N、放电控制开关器件、充电控制开关器件、电池组负极BAT-；
电路部分单节锂电池保护芯片的充电过电压保护控制信号经光耦隔离后并联输出，为主电路中充电开关器件的导通提供栅极电压，如某一节或几节锂电池在充电过程中先进入过电压保护状态，则由过电压保护信号控制并联在单节锂电池正负极两端的分流放电支路放电，同时将串接在充电回路中的对应单体锂电池断离出充电回路；
锂电池组串联充电时，忽略单节电池容量差别的影响，一般内阻较小的电池先充满，此时，相应的过电压保护信号控制分流放电支路的开关器件闭合，在原电池两端并联上一个分流电阻，根据电池的PNGV等效电路模型，此时分流支路电阻相当于先充满的单节锂电池的负载，该电池通过其放电，使电池端电压维持在充满状态附近一个极小的范围内，假设第1节锂电池先充电完成，进入过电压保护状态，当所有单节电池均充电进入过电压保护状态时，全部单节锂电池电压大小在误差范围内完全相等，各节保护芯片充电保护控制信号均变低，无法为主电路中的充电控制开关器件提供栅极偏压，使其关断，主回路断开，即实现均衡充电，充电过程完成。
根据上述技术方案，当电池组放电时，外接负载分别接电池组正负极BAT+ 和BAT-两端，放电电流流经电池组负极BAT-、充电控制开关器件、放电控制开关器件、电池组中单节锂电池N～1和电池组正极BAT+，系统中控制电路部分单节锂电池保护芯片的放电欠电压保护、过流和短路保护控制信号经光耦隔离后串联输出，为主电路中放电开关器件的导通提供栅极电压，一旦电池组在放电过程中遇到单节锂电池欠电压或者过流和短路等特殊情况，对应的单节锂电池放电保护控制信号变低，无法为主电路中的放电控制开关器件提供栅极偏压，使其关断，主回路断开，即结束放电使用过程。
根据上述技术方案，密码按键是密码的外接输入；DC-DC转换是进行直流高、低压的转换，为手机提供5V的充电电压；收音机模块是进行FM收音机的播放以及MP3歌曲的播放。
基于上述，本发明的优点在于：首先通过程序进行初始化，然后检查系统是否欠费，若是，则关闭系统对外输电，若否，检测系统可对外输电的剩余时间，同时以秒为单位不间断地减去使用时间，到时间了则关闭系统对外输电，之后等待是否有密码输入，若是，则让系统重新对外输电，若否，则返回到“检查系统是否欠费”那一步，重复以上的控制流程，通过此系统流程的操作，便于非洲人在使用中进行分期付款，有效的解决的对于极其贫困的非洲人来说，没有能力一次性支付的能力，同时提高了其支付效率，结构简单，操作速度便捷。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.带密码的便携式太阳能系统的软件设计，包括单片机、充电模块、放电模块、锂电池、密码按键、DC-DC转换和收音机模块，其特征在于：所述单片机是整个系统的核心，对系统所发电能进行调节和控制，最大限度地对蓄电池进行充电，并对蓄电池起到过充放电保护的作用，同时负责数据的接受与发送。
2.根据权利要求1所述的带密码的便携式太阳能系统的软件设计，其特征在于，所述单片机有两种选择方案，
方案一:选用STC89C52芯片作为主控制器，该型号单片机性价比高、抗干扰能力强，工作电压：5.5V～3.3V，工作频率范围：0～40MHz，相当于普通8051的0～80MHz，实际工作频率可达48MHz，应用程序空间为8K字节，片上集成512字节RAM；
方案二:采用AT89S52芯片作为主控制器，AT89S52是Atmel公司制造，也和MCS-51系列单片机兼容，片内具有8K字节程序存储空间，256字节的数据存储空间，具有在线编程可擦除技术。
3.根据权利要求1所述的带密码的便携式太阳能系统的软件设计，其特征在于，所述充电模块为主要负责太阳能到蓄电池的充电控制；所述放电模块是主要负责蓄电池到负载的放电控制；所述锂电池主要作用为储能，将光伏组件提供的电能转化为化学能储存起来。
4.根据权利要求1所述的带密码的便携式太阳能系统的软件设计，其特征在于，所述锂电池包含充电电路，当锂电池组充电时，外接电源正负极分别接电池组正负极BAT+和BAT-两端，充电电流流经电池组正极BAT+、电池组中单节锂电池1～N、放电控制开关器件、充电控制开关器件、电池组负极BAT-；
电路部分单节锂电池保护芯片的充电过电压保护控制信号经光耦隔离后并联输出，为主电路中充电开关器件的导通提供栅极电压，如某一节或几节锂电池在充电过程中先进入过电压保护状态，则由过电压保护信号控制并联在单节锂电池正负极两端的分流放电支路放电，同时将串接在充电回路中的对应单体锂电池断离出充电回路；
锂电池组串联充电时，忽略单节电池容量差别的影响，一般内阻较小的电池先充满，此时，相应的过电压保护信号控制分流放电支路的开关器件闭合，在原电池两端并联上一个分流电阻，根据电池的PNGV等效电路模型，此时分流支路电阻相当于先充满的单节锂电池的负载，该电池通过其放电，使电池端电压维持在充满状态附近一个极小的范围内，假设第1节锂电池先充电完成，进入过电压保护状态，当所有单节电池均充电进入过电压保护状态时，全部单节锂电池电压大小在误差范围内完全相等，各节保护芯片充电保护控制信号均变低，无法为主电路中的充电控制开关器件提供栅极偏压，使其关断，主回路断开，即实现均衡充电，充电过程完成。
5.根据权利要求4所述的带密码的便携式太阳能系统的软件设计，其特征在于，当电池组放电时，外接负载分别接电池组正负极BAT+和BAT-两端，放电电流流经电池组负极BAT-、充电控制开关器件、放电控制开关器件、电池组中单节锂电池N～1和电池组正极BAT+，系统中控制电路部分单节锂电池保护芯片的放电欠电压保护、过流和短路保护控制信号经光耦隔离后串联输出，为主电路中放电开关器件的导通提供栅极电压，一旦电池组在放电过程中遇到单节锂电池欠电压或者过流和短路等特殊情况，对应的单节锂电池放电保护控制信号变低，无法为主电路中的放电控制开关器件提供栅极偏压，使其关断，主回路断开，即结束放电使用过程。
6.根据权利要求1所述的带密码的便携式太阳能系统的软件设计，其特征在于，所述密码按键是密码的外接输入；所述DC-DC转换是进行直流高、低压的转换，为手机提供5V的充电电压；所述收音机模块是进行FM收音机的播放以及MP3歌曲的播放。
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