CN108964266A - 基于户用光伏供电的智慧农家院信息化系统 - Google Patents

Abstract

基于户用光伏供电的智慧农家院信息化系统，主要包括：光伏发电单元，储能单元，信息传输单元，视频对话单元，健康信息单元，安防监控单元，辅助照明单元，控制主机，服务器，监视器，智能终端；所述的逆变器装置有信息传输单元，信息传输单元通过无线信号传输模式分别与视频对话单元、健康信息单元、安防监控单元、辅助照明单元进行信息交互，并把各单元信息通过GPRS或Internet传送至远程服务器并存储在存储器中，控制主机寻址远程服务器获取相关信息，根据各单元信息情况有选择的发送至智能终端，实现农村留守老人与外地持有智能终端的子女进行视频对话和信息共享。

Description

基于户用光伏供电的智慧农家院信息化系统

技术领域

本发明涉及农村信息化领域，具体涉及基于户用光伏供电的智慧农家院信息化系统。

背景技术

中国互联网络信息中心报告还显示，当前，农村非网民中，有58.8%的人是由于不懂电脑和网络而不能上网，特别是留守老人，这些都限制了农村地区信息互联的实现。

农村信息化系统必要与农村供电系统作为支撑，我国农村电力虽经过农网改造，但是农业居住人口分散，用电量小，农网复杂。

分布式光伏发电的迅速发展，为农村电力应用提供了有效的补充，分布式光伏发电特指采用光伏组件，将太阳能直接转换为电能的分布式发电系统。它是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式，它倡导就近发电，就近并网，就近转换，就近使用的原则，不仅能够有效提高同等规模光伏电站的发电量，同时还有效解决了电力在升压及长途运输中的损耗问题，分布式光伏发电不仅便捷提供电力同时还是农村农户获得经济收益的一种有效方式，同时也为普及农村信息化成为可能。

基于以上问题分析，如何把农村户用光伏发电系统更加高效发电，解决农村电力不足及经常停电甚至无电地区的电力供应，提高农村信息化水平，使留守老人的健康状况，留守儿童的学习状况，农村安全状况等及时与在外子女进行互联互通，是农村信息化亟待解决的问题。

发明内容

为了克服现有的户用光伏系统效率低下，运维困难及农村信息化程度低、缺乏完备的信息服务系统等不足，本发明提供一种基于户用光伏供电的智慧农家院信息化系统。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：基于户用光伏供电的智慧农家院信息化系统，主要包括：光伏发电单元，储能单元，信息传输单元，视频对话单元，健康信息单元，安防监控单元，辅助照明单元，控制主机，服务器，监视器，智能终端；所述的光伏发电单元，太阳能组件固定在支架上，太阳能组件的电力输出端与逆变器的电力输入端相连接，逆变器的电力输出有两路，一路是经过逆变后的交流电力，该路电力与市电电力连接，多余电量馈送之市电电网；另一路是经过整流后的直流电力，该路电力与储能单元相连，光伏组件发出的电力一部分储存在储能蓄电池中。逆变器装置有信息传输单元，信息传输单元通过无线信号传输模式分别与视频对话单元、健康信息单元、安防监控单元、辅助照明单元进行信息交互，信息传输单元把获取的各单元信息通过GPRS或Internet传送至远程服务器并存储在存储器中，控制主机寻址远程服务器获取光伏发电单元、储能单元、信息传输单元、视频对话单元、健康信息单元、安防监控单元、辅助照明单元各单元的信息，根据各单元信息情况有选择的发送至智能终端，实现农村留守老人与外地持有智能终端的子女进行视频对话和信息共享。

所述的太阳能发电单元，其特征在于光伏电站安装在农户屋顶，主要由光伏组件、逆变器、信息传输单元、市电电网、储能单元、气象仪、支架、汇流箱构成，光伏组件安装在支架上，太阳能组件的电力输出端与逆变器的电力输入端相连接，逆变器的电力输出有两路，一路是经过逆变后的交流电力，该路电力与市电电力连接，多余电量馈送之市电电网，另一路是经过整流后的直流电力，该路电力与储能单元相连，光伏组件发出的电力一部分储存在储能蓄电池中，逆变器装置有信息传输单元。

所述的信息传输单元主要由无线通信模块构成，还包括用于提供GPS定位信息的GPS模块，用于检测所述光伏组件发电信息和部件工作状态信息的检测模块，无线通信模块还与当地的气象仪连接，以获取当地太阳辐照度、温度、湿度及风力等气相信息，无线通信模块还与蓄电池信息连接，获取蓄电池的电压信息，当蓄电池的电压低于设定值时太阳能发电优先给蓄电池充电，无线通信模块还与市电电力相连，检测逆变器并网侧市电电压，当市电断电时，无线通信模块迅速启动逆变器的储能供电模式，由储能单元独立向用户负载供电，保证各单元的电力供应，无线通信模块通过无线发射模块把获取的光伏发电单元的各项信息实时反馈至服务器，并接受控制主机发送的控制指令，来对光伏发电系统进行调整和控制。

所述的视频对话单元，其特征在于视频对话单元包括视频显示器，触发按钮，语音系统，智能终端和无线通信模块，无线通信模块与信息传输单元进行信息交互，信息传输单元获取视频对话单元的信息，并把该信息传送至远程服务器，控制主机获取视频对话信息，启动远程对话功能，实现留守老人通过视频显示器和远程子女的智能终端进行视频对话，视频对话单元分别与市电电力和蓄电池相连，市电停电时由蓄电池通过逆变器向视频对话单元供电。

所述的健康信息单元，其特征在于健康信息单元主要由智能穿戴设备，便携性电子医疗设备，无线通信模块和智能终端构成，无线通信模块与信息传输单元进行信息交互，智能穿戴设备穿挂于老人身体部位，获取该位老人的运动信息，体温信息，心跳信息等基本身体状况，通过便携性电子医疗设备获取老人的血压信息，血糖信息，心电图等基础生理信息，信息传输单元把该信息传送至远程服务器，控制主机访问服务器获取有关留守老人的健康信息，并根据控制设置有选择的发送至远程智能终端，实现远程工作子女实时了解远在家乡老人的健康状况和身体基本健康数据，发现问题及时就医。

所述的安防监控单元，其特征在于安防监控单元由安防摄像头，监控摄像头，无线通信模块和智能终端构成，安防摄像头设置于农家院的显要位置，以360角度拍摄院内情况，监控摄像头设置于光伏组件一侧，主要拍摄光伏组件的运营情况，安防监控单元的摄像头均与无线通信模块相连，无线通信模块获取摄像头的视频信息，并把该信息通过信息传输单元传送至远程服务器，控制主机访问服务器获取有关摄像头的视频信息，并根据控制设置有选择的发送至远程智能终端，实现远程工作子女实时了解远在家乡老人的安居状况和太阳能光伏组件的发电情况，发现问题及时通知电站运维人员进行电站运维和处理，安防监控单元分别与市电电力和蓄电池相连，市电停电时由蓄电池通过逆变器向安防监控单元供电。

所述的辅助照明单元，其特征在于辅助照明单元由LED照明灯，无线通信模块和智能终端构成，LED照明灯设置有移动触发感应器，光敏感应器和无线通信模块，在光线黑暗到一定条件时，有人员在LED灯附近移动时，移动触发感应器动作，启动LED灯，进行照明，方便留守老人夜间出门活动，无线通信模块与信息传输单元进行信息交互，信息传输单元获取照明信息，并把该信息传送至远程服务器，控制主机获取照明信息，启动安防摄像头的摄像功能，实现远程子女对家乡老人和安居的夜间情况有所了解，辅助照明单元分别与市电电力和蓄电池相连，市电停电时由蓄电池通过逆变器向辅助照明单元供电。

所述的控制主机，其特征在于控制主机由主控制器和监视器构成，主控制器采用一定的算法，把所获得的光伏发电单元实时数据信息与历史数据相比对，得出逆变器的运行状态，并在监视器上显示逆变器运行正常或报警并通知运维人员或智能终端对电站进行运维，所述的控制主机访问远程服务器，获取储能单元、信息传输单元、视频对话单元、健康信息单元、安防监控单元、辅助照明单元的信息，控制主机通过信息传输单元向各单元发送控制指令，根据实际需要对各单元进行管理和调控，以实现远程工作子女与留守老人信息全覆盖的实时互联，以解决在外务工子女和留守老人的互联互通和相互了解，实现老人安心，子女放心。为现代化新农村发展提供必要的技术支持。

本发明的显著效果：

1、本发明公开了基于户用光伏供电的智慧农家院信息化系统，主要包括：光伏发电单元，储能单元，信息传输单元，视频对话单元，健康信息单元，安防监控单元，辅助照明单元，控制主机等关键单元模块，实现远程工作子女与留守老人信息全覆盖的实时互联，以解决在外务工子女和留守老人的互联互通和相互了解，实现老人安心，子女放心，为现代化新农村发展提供必要的技术支持；

2、采用光伏监控及运维平台，使所建设的光伏电站在技术上统一了安装标准和统一的运维平台，使电站始终处于高效状态下运行，光伏发电的电费收益，为农村留守老人提供了一定的资金来源；

3、本系统设置有健康信息单元，实现远程务工子女通过本系统能够实时了解家乡父母身体健康状况，特别是解决老人身体不好，老年人发病往往具有突然性，家中无人或抢救不及时，可能会错过治疗时机，导致严重后果的问题，使务工子女能够安心工作；

通过本发明，用户可以通过智能终端即时查询和购置已建的的光伏电站和获取留守老人身体健康信息和安居状况，并进行在线托管运营，使用方法方便快捷，信息沟通及时，降低了后期的电站运维和管理成本，提高了光伏电站的经济收益和社会收益，具有很广阔的推广和应用价值。

附图说明

图1为本发明基于户用光伏供电的智慧农家院信息化系统结构示意图；

1、光伏发电单元，101、光伏组件，102、逆变器，103、气象仪，104、市电电网，2、储能单元，3、信息传输单元，4、视频对话单元，5、健康信息单元，6、安防监控单元，7、辅助照明单元，9、控制主机，8、服务器，10、监视器，11、智能终端。

具体实施方式

下面将结合附图1对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例：

参照图1，基于户用光伏供电的智慧农家院信息化系统，主要包括：光伏发电单元1，储能单元2，信息传输单元3，视频对话单元4，健康信息单元5，安防监控单元6，辅助照明单元7，控制主机9，服务器8，监视器10，智能终端11；所述的光伏发电单元1，太阳能组件101固定在支架上，太阳能组件101的电力输出端与逆变器102的电力输入端相连接，逆变器102的电力输出有两路，一路是经过逆变后的交流电力，该路电力与市电电力连接，多余电量馈送之市电电网104；另一路是经过整流后的直流电力，该路电力与储能单元2相连，光伏组件发出的电力一部分储存在储能蓄电池中。逆变器2装置有信息传输单元3，信息传输单元3通过无线信号传输模式分别与视频对话单元4、健康信息单元5、安防监控单元6、辅助照明单元7进行信息交互，信息传输单元3把获取的各单元信息通过GPRS或Internet传送至远程服务器8并存储在存储器中，控制主机9寻址远程服务器8获取光伏发电单元1、储能单元2、信息传输单元3、视频对话单元4、健康信息单元5、安防监控单元6、辅助照明单元7各单元的信息，根据各单元信息情况有选择的发送至智能终端11，实现农村留守老人与外地持有智能终端11的子女进行视频对话和信息共享。

所述的太阳能发电单元，其特征在于光伏电站安装在农户屋顶，主要由光伏组件101、逆变器102、信息传输单元3、市电电网104、储能单元2、气象仪103、支架、汇流箱构成，光伏组件101安装在支架上，太阳能组件101的电力输出端与逆变器102的电力输入端相连接，逆变器102的电力输出有两路，一路是经过逆变后的交流电力，该路电力与市电电力连接，多余电量馈送之市电电网104，另一路是经过整流后的直流电力，该路电力与储能单元2相连，光伏组件101发出的电力一部分储存在储能蓄电池中，逆变器102装置有信息传输单元3。

所述的信息传输单元3主要由无线通信模块01构成，还包括用于提供GPS定位信息的GPS模块，用于检测所述光伏组件发电信息和部件工作状态信息的检测模块，无线通信模块01还与当地的气象仪103连接，以获取当地太阳辐照度、温度、湿度及风力等气相信息，无线通信模块01还与蓄电池信息连接，获取蓄电池的电压信息，当蓄电池的电压低于设定值时太阳能发电优先给蓄电池充电，无线通信模块01还与市电电力相连，检测逆变器102并网侧市电电压，当市电断电时，无线通信模块01迅速启动逆变器的储能供电模式，由储能单元2独立向用户负载供电，保证各单元的电力供应，无线通信模块01通过无线发射模块把获取的光伏发电单元的各项信息实时反馈至服务器8，并接受控制主机9发送的控制指令，来对光伏发电系统进行调整和控制。

所述的视频对话单元4，其特征在于视频对话单元4包括视频显示器，触发按钮，语音系统，智能终端11和无线通信模块01，无线通信模块01与信息传输单元进行信息交互，信息传输单元3获取视频对话单元4的信息，并把该信息传送至远程服务器8，控制主机9获取视频对话信息，启动远程对话功能，实现留守老人通过视频显示器和远程子女的智能终端11进行视频对话，视频对话单元4分别与市电电力和蓄电池相连，市电停电时由蓄电池通过逆变器102向视频对话单元4供电。

所述的健康信息单元5，其特征在于健康信息单元5主要由智能穿戴设备，便携性电子医疗设备，无线通信模块01和智能终端11构成，无线通信模块01与信息传输单元3进行信息交互，智能穿戴设备穿挂于老人身体部位，获取该位老人的运动信息，体温信息，心跳信息等基本身体状况，通过便携性电子医疗设备获取老人的血压信息，血糖信息，心电图等基础生理信息，信息传输单元3把该信息传送至远程服务器8，控制主机9访问服务器8获取有关留守老人的健康信息，并根据控制设置有选择的发送至远程智能终端11，实现远程工作子女实时了解远在家乡老人的健康状况和身体基本健康数据，发现问题及时就医。

所述的安防监控单元6，其特征在于安防监控单元6由安防摄像头，监控摄像头，无线通信模块01和智能终端11构成，安防摄像头设置于农家院的显要位置，以360角度拍摄院内情况，监控摄像头设置于光伏组件一侧，主要拍摄光伏组件的运营情况，安防监控单元6的摄像头均与无线通信模块01相连，无线通信模块01获取摄像头的视频信息，并把该信息通过信息传输单元3传送至远程服务器8，控制主机9访问服务器8获取有关摄像头的视频信息，并根据控制设置有选择的发送至远程智能终端11，实现远程工作子女实时了解远在家乡老人的安居状况和太阳能光伏组件101的发电情况，发现问题及时通知电站运维人员进行电站运维和处理，安防监控单元6分别与市电电力和蓄电池相连，市电停电时由蓄电池通过逆变器向安防监控单元供电。

所述的辅助照明单元7，其特征在于辅助照明单元7由LED照明灯，无线通信模块01和智能终端11构成，LED照明灯设置有移动触发感应器，光敏感应器和无线通信模块，在光线黑暗到一定条件时，有人员在LED灯附近移动时，移动触发感应器动作，启动LED灯，进行照明，方便留守老人夜间出门活动，无线通信模块01与信息传输单3元进行信息交互，信息传输单元3获取照明信息，并把该信息传送至远程服务器8，控制主机9获取照明信息，启动安防摄像头的摄像功能，实现远程子女对家乡老人和安居的夜间情况有所了解，辅助照明单元7分别与市电电力和蓄电池相连，市电停电时由蓄电池通过逆变器向辅助照明单元供电。

所述的控制主机9，其特征在于控制主机9由主控制器和监视器10构成，主控制器采用一定的算法，把所获得的光伏发电单元实时数据信息与历史数据相比对，得出逆变器102的运行状态，并在监视器10上显示逆变器102运行正常或报警并通知运维人员或智能终端11对电站进行运维，所述的控制主机访问远程服务器8，获取储能单元2、信息传输单元3、视频对话单元4、健康信息单元5、安防监控单元6、辅助照明单元的信息7，控制主机9通过信息传输单元3向各单元发送控制指令，根据实际需要对各单元进行管理和调控，以实现远程工作子女与留守老人信息全覆盖的实时互联，以解决在外务工子女和留守老人的互联互通和相互了解，实现老人安心，子女放心。为现代化新农村发展提供必要的技术支持。

本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (7)

1.基于户用光伏供电的智慧农家院信息化系统，主要包括：光伏发电单元，储能单元，信息传输单元，视频对话单元，健康信息单元，安防监控单元，辅助照明单元，控制主机，服务器，监视器，智能终端；所述的光伏发电单元，太阳能组件固定在支架上，太阳能组件的电力输出端与逆变器的电力输入端相连接，逆变器的电力输出有两路，一路是经过逆变后的交流电力，该路电力与市电电力连接，多余电量馈送之市电电网；另一路是经过整流后的直流电力，该路电力与储能单元相连，光伏组件发出的电力一部分储存在储能蓄电池中；其特征在于逆变器装置有信息传输单元，信息传输单元通过无线信号传输模式分别与视频对话单元、健康信息单元、安防监控单元、辅助照明单元进行信息交互，信息传输单元把获取的各单元信息通过GPRS或Internet传送至远程服务器并存储在存储器中，控制主机寻址远程服务器获取光伏发电单元、储能单元、信息传输单元、视频对话单元、健康信息单元、安防监控单元、辅助照明单元各单元的信息，根据各单元信息情况有选择的发送至智能终端，实现农村留守老人与外地持有智能终端的子女进行视频对话和信息共享。

2.根据权利要求1所述的基于户用光伏供电的智慧农家院信息化系统，其特征在于信息传输单元主要由无线通信模块构成，还包括用于提供GPS定位信息的GPS模块，用于检测所述光伏组件发电信息和部件工作状态信息的检测模块，无线通信模块还与当地的气象仪连接，以获取当地太阳辐照度、温度、湿度及风力等气相信息，无线通信模块还与蓄电池信息连接，获取蓄电池的电压信息，当蓄电池的电压低于设定值时太阳能发电优先给蓄电池充电，无线通信模块还与市电电力相连，检测逆变器并网侧市电电压，当市电断电时，无线通信模块迅速启动逆变器的储能供电模式，由储能单元独立向用户负载供电，保证各单元的电力供应，无线通信模块通过无线发射模块把获取的光伏发电单元的各项信息实时反馈至服务器，并接受控制主机发送的控制指令，来对光伏发电系统进行调整和控制。

3.根据权利要求1所述的基于户用光伏供电的智慧农家院信息化系统，其特征在于所述的视频对话单元包括视频显示器，触发按钮，语音系统，智能终端和无线通信模块，无线通信模块与信息传输单元进行信息交互，信息传输单元获取视频对话单元的信息，并把该信息传送至远程服务器，控制主机获取视频对话信息，启动远程对话功能，实现留守老人通过视频显示器和远程子女的智能终端进行视频对话，视频对话单元分别与市电电力和蓄电池相连，市电停电时由蓄电池通过逆变器向视频对话单元供电。

4.根据权利要求1所述的基于户用光伏供电的智慧农家院信息化系统，其特征在于所述的健康信息单元主要由智能穿戴设备，便携性电子医疗设备，无线通信模块和智能终端构成，无线通信模块与信息传输单元进行信息交互，智能穿戴设备穿挂于老人身体部位，获取该位老人的运动信息，体温信息，心跳信息等基本身体状况，通过便携性电子医疗设备获取老人的血压信息，血糖信息，心电图等基础生理信息，信息传输单元把该信息传送至远程服务器，控制主机访问服务器获取有关留守老人的健康信息，并根据控制设置有选择的发送至远程智能终端，实现远程工作子女实时了解远在家乡老人的健康状况和身体基本健康数据，发现问题及时就医。

5.根据权利要求1所述的基于户用光伏供电的智慧农家院信息化系统，其特征在于所述的安防监控单元由安防摄像头，监控摄像头，无线通信模块和智能终端构成，安防摄像头设置于农家院的显要位置，以360角度拍摄院内情况，监控摄像头设置于光伏组件一侧，主要拍摄光伏组件的运营情况，安防监控单元的摄像头均与无线通信模块相连，无线通信模块获取摄像头的视频信息，并把该信息通过信息传输单元传送至远程服务器，控制主机访问服务器获取有关摄像头的视频信息，并根据控制设置有选择的发送至远程智能终端，实现远程工作子女实时了解远在家乡老人的安居状况和太阳能光伏组件的发电情况，发现问题及时通知电站运维人员进行电站运维和处理，安防监控单元分别与市电电力和蓄电池相连，市电停电时由蓄电池通过逆变器向安防监控单元供电。

6.根据权利要求1所述的基于户用光伏供电的智慧农家院信息化系统，其特征在于所述的辅助照明单元由LED照明灯，无线通信模块和智能终端构成，LED照明灯设置有移动触发感应器，光敏感应器和无线通信模块，在光线黑暗到一定条件时，有人员在LED灯附近移动时，移动触发感应器动作，启动LED灯，进行照明，方便留守老人夜间出门活动，无线通信模块与信息传输单元进行信息交互，信息传输单元获取照明信息，并把该信息传送至远程服务器，控制主机获取照明信息，启动安防摄像头的摄像功能，实现远程子女对家乡老人和安居的夜间情况有所了解，辅助照明单元分别与市电电力和蓄电池相连，市电停电时由蓄电池通过逆变器向辅助照明单元供电。

7.根据权利要求1所述的基于户用光伏供电的智慧农家院信息化系统，其特征在于所述的控制主机由主控制器和监视器构成，主控制器采用一定的算法，把所获得的光伏发电单元实时数据信息与历史数据相比对，得出逆变器的运行状态，并在监视器上显示逆变器运行正常或报警并通知运维人员或智能终端对电站进行运维，所述的控制主机访问远程服务器，获取储能单元、信息传输单元、视频对话单元、健康信息单元、安防监控单元、辅助照明单元的信息，控制主机通过信息传输单元向各单元发送控制指令，根据实际需要对各单元进行管理和调控，以实现远程工作子女与留守老人信息全覆盖的实时互联，以解决在外务工子女和留守老人的互联互通和相互了解，实现老人安心，子女放心。为现代化新农村发展提供必要的技术支持。