CN112422083A - 一种带nfc功能的光伏组件的检测系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带NFC功能的光伏组件的检测系统及方法,所述检测系统包括清洁机器人模块、光伏组件NFC通讯模块、信息处理服务器模块，所述清洁机器人模块用于清洁光伏组件、获取光伏组件红外热成像图像以及获取光伏组件内部信息，并通过无线网络与服务器进行远程数据传输，所述光伏组件NFC通讯模块用于完成光伏组件与清洁机器人之间的数据传输，所述信息处理服务器模块用于对接收的数据进行处理计算获得相关参考数据，并且将用户控制清洁机器人的指令数据发送至清洁机器人，本发明具备远程获得参考数据、远程控制清洁机器人的功能，同时使用人员可以结合获得的参考数据对光伏组件性能进行详细的了解以此修改清洁机器人的控制程序优化对光伏组件的维护。

Description

一种带NFC功能的光伏组件的检测系统及方法
技术领域
本发明涉及光伏组件检测技术领域，具体为一种带NFC功能的光伏组件的检测系统及方法。
背景技术
在传统光伏组件检测领域中，常用无人机搭载红外热摄像头进行拍摄，或者通过人工手持红外热成像仪进行检测。采用无人机或者人工进行热斑检测时，都需要有专业人员在场勘测，存在不能实现远程监测与控制、不适合大型电站、费时费力经济效益差的缺点。
与此同时单纯的红外热成像图像数据采集过于简单，当光伏组件存在裂痕时，无法对此采取智能化的判断，所以一种检测范围广、获取数据参考价值高、便于运维人员使用的光伏组件检测系统有待开发。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带NFC功能的光伏组件的检测系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种带NFC功能的光伏组件的检测系统，包括清洁机器人模块、光伏组件NFC通讯模块、信息处理服务器模块，所述清洁机器人模块用于清洁光伏组件、获取光伏组件红外热成像图像以及获取光伏组件内部信息，并通过无线网络与服务器进行远程数据传输，所述光伏组件NFC通讯模块用于完成光伏组件与清洁机器人之间的数据传输，所述信息处理服务器模块用于对接收的数据进行处理计算获得相关参考数据，并且将用户控制清洁机器人的指令数据发送至清洁机器人。
进一步的，所述清洁机器人模块包括清洁机器人运行单元、红外热成像单元、光伏组件数据接收单元、清洁机器人无线传输单元，所述清洁机器人运行单元用于结合清洁机器人内部储存的运行程序实现清洁机器人完成光伏组件清洁功能，所述红外热成像单元用于清洁机器人获得所清洁光伏组件的红外热成像图像数据，所述NFC接收单元用于清洁机器人接收光伏组件的标记地址信息数据以及运行状态信息数据，所述清洁机器人无线传输单元用于将清洁机器人的运行程序数据、清洁机器人获取的红外热成像数据、标记地址信息数据以及运行状态信息数据发送至服务器，所述服务器属于信息处理服务器模块。
进一步的，所述光伏组件NFC通讯模块包括光伏组件运行状态采集单元、光伏组件数据储存单元、NFC发送单元，所述光伏组件运行状态采集单元用于采集光伏组件的运行状态，所述光伏组件数据储存单元用于储存标记地址信息数据以及运行状态信息数据，所述NFC发送单元用于将光伏组件内部储存的标记地址信息数据以及运行状态信息数据发送至清洁机器人。
进一步的，所述信息处理服务器模块包括服务器无线传输单元、数据储存单元、健康度计算单元、清洁机器人运行控制单元、数据显示单元，所述服务器无线传输单元用于接收清洁机器人发送的数据，并且将用户控制清洁机器人的指令数据发送至清洁机器人，所述数据储存单元用于将清洁机器人的运行程序数据、清洁机器人获取的红外热成像数据、标记地址信息数据以及运行状态信息数据储存至服务器，所述健康度计算单元用于对储存的红外成像数据进行计算处理获得可以代表光伏组件健康价值度的数值和健康趋势价值度的数值，所述清洁机器人运行控制单元用于使用人员修改需要传输至清洁机器人的运行程序数据，数据显示单元用于显示光伏组件的运行状态、健康价值度、健康趋势价值度以及红外热成像图像。
一种带NFC功能的光伏组件的检测方法,所述方法包括以下步骤：
S1：清洁机器人运行内部储存的运行程序移动至光伏组件上方，通过NFC通讯获取所在光伏组件的标记地址信息数据以及运行状态信息数据，转步骤S2；
S2：清洁机器人通过红外热成像仪获得所在光伏组件的红外热成像图像数据，转步骤S3；
S3：清洁机器人通过无线网络将光伏组件的标记地址信息数据、运行状态信息数据、红外热成像图像数据发送至服务器，转步骤S4；
S4：服务器通过无线网络接收器将接收的数据转化储存至数据库，接收的数据分别转化成标记地址数据、运行状态数据、红外图像数据且以上数据具备一一对应的关系，转步骤S5；
S5：服务器对红外图像进行运算处理获得光伏组件健康价值度，通过历史储存的相同标记地址的红外图像数据计算获得光伏组件健康趋势价值度，转步骤S6；
S6：服务器将运行状态数据、标记地址数据、红外图像数据、光伏组件健康价值度数据、光伏组件健康趋势价值度数据传输至显示器上显示，转步骤S7；
S7：使用人员结合显示器显示的内容通过无线网络修改清洁机器人的运行程序。
进一步的，所述步骤S5还包括以下步骤：
S51：将红外图像按照最小像素大小进行划分，得到以最小像素划分的红外图像，称为最小像素红外图像，转步骤S52；
S52：提取超过设定色彩强度的最小像素获得新的红外图像，称为红外提取图像，转步骤S53；
S53：对相互连接的最小像素进行判断，化分为横向裂纹最小像素、纵向裂纹最小像素、热斑最小像素，转步骤S54；
S54：统计获得横向裂纹最小像素、纵向裂纹最小像素、热斑最小像素占最小像素红外图像的中像素的数量，转步骤S55；
S55：根据横向裂纹最小像素、纵向裂纹最小像素、热斑最小像素数量数值以及过往数据计算获得光伏组件健康价值度和光伏组件健康趋势价值度，所述过往数据为同一标记地址数据的不同红外图像。
进一步的，所述步骤S53中还包括以下步骤：
S531：对相互连接的最小像素进行纵向映射，获得互相连接的最小像素的映射数量，判断小于n时，则判断该互相连接的最小像素为纵向裂纹最小像素，判断大于n时,转步骤S532，其中数值n由最小像素大小决定；
S532：获取相互连接的最小像素数量为m,获取每个最小像素周围连接最小像素的数量总和为h,h除以m获得比较数值i,i判断大于x时，则判断该相互连接的最小像素为热斑最小像素，判断小于x时，则判断该互相连接的最小像素为横向最小像素，其中数值x由最小像素大小决定。
进一步的，所述步骤S55中，所述横向裂纹最小像素数量为a0,所述纵向裂纹最小像素数量为b0,所述热斑最小像素数量为c0,所述最小像素红外图像中的像素数量为d，光伏组件健康价值度为A，光伏组件健康趋势价值度为△A，
根据公式：
A＝(a0*a+b0*b+c0*c)/d
其中a为横向裂纹最小像素健康价值度系数，b为纵向裂纹最小健康价值度系数，c为热斑最小像素健康价值度系数。
根据公式：
△A＝(AN-A1)/△t
其中AN为当前光伏组件的健康价值度，A1为距离当前时间最长且为同一标记地址数据的光伏组件健康价值度，△t为二者获得间隔的时间。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明通过清洁机器人完成对光伏组件的清洁和数据采集，采集的内容包括光伏组件的标记地址信息、运行状态信息、红外线热成像图像信息，经由服务器处理获得光伏组件的健康价值度以及健康趋势价值度，这两个数值可以侧面反映光伏组件的健康程度为使用人员提供有价值的参考，从而方便对光伏组件的维护，根据显示器显示的内容了解光伏组件运行状况便于使用人员采取最为适用的清洁机器人运行程序，可以大幅度减少能耗，具备优越的经济价值。
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是本发明的模块、单元示意图；
图2是本发明的红外图像示意图；
图3是本发明的红外提取图像示意图；
图4是本发明的系统硬件结构示意图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，本发明提供技术方案：
一种带NFC功能的光伏组件的检测系统，包括清洁机器人模块、光伏组件NFC通讯模块、信息处理服务器模块，所述清洁机器人模块用于清洁光伏组件、获取光伏组件红外热成像图像以及获取光伏组件内部信息，并通过无线网络与服务器进行远程数据传输，所述光伏组件NFC通讯模块用于完成光伏组件与清洁机器人之间的数据传输，所述信息处理服务器模块用于对接收的数据进行处理计算获得相关参考数据，并且将用户控制清洁机器人的指令数据发送至清洁机器人。
所述清洁机器人模块包括清洁机器人运行单元、红外热成像单元、光伏组件数据接收单元、清洁机器人无线传输单元，所述清洁机器人运行单元用于结合清洁机器人内部储存的运行程序实现清洁机器人完成光伏组件清洁功能，所述红外热成像单元用于清洁机器人获得所清洁光伏组件的红外热成像图像数据，所述NFC接收单元用于清洁机器人接收光伏组件的标记地址信息数据以及运行状态信息数据，所述清洁机器人无线传输单元用于将清洁机器人的运行程序数据、清洁机器人获取的红外热成像数据、标记地址信息数据以及运行状态信息数据发送至服务器，所述服务器属于信息处理服务器模块。
所述光伏组件NFC通讯模块包括光伏组件运行状态采集单元、光伏组件数据储存单元、NFC发送单元，所述光伏组件运行状态采集单元用于采集光伏组件的运行状态，所述光伏组件数据储存单元用于储存标记地址信息数据以及运行状态信息数据，所述NFC发送单元用于将光伏组件内部储存的标记地址信息数据以及运行状态信息数据发送至清洁机器人。
所述信息处理服务器模块包括服务器无线传输单元、数据储存单元、健康度计算单元、清洁机器人运行控制单元、数据显示单元，所述服务器无线传输单元用于接收清洁机器人发送的数据，并且将用户控制清洁机器人的指令数据发送至清洁机器人，所述数据储存单元用于将清洁机器人的运行程序数据、清洁机器人获取的红外热成像数据、标记地址信息数据以及运行状态信息数据储存至服务器，所述健康度计算单元用于对储存的红外成像数据进行计算处理获得可以代表光伏组件健康价值度的数值和健康趋势价值度的数值，所述清洁机器人运行控制单元用于使用人员修改需要传输至清洁机器人的运行程序数据，数据显示单元用于显示光伏组件的运行状态、健康价值度、健康趋势价值度以及红外热成像图像。
以上模块与单元的结构如图1所示。
一种带NFC功能的光伏组件的检测方法,所述方法包括以下步骤：
S1：清洁机器人运行内部储存的运行程序移动至光伏组件上方，通过NFC通讯获取所在光伏组件的标记地址信息数据以及运行状态信息数据，转步骤S2；
步骤S1中清洁机器人的NFC接收装置与光伏组件的NFC发送装置，在清洁机器人实行清洁功能时，二者距离在NFC有效通讯范围内。
S2：清洁机器人通过红外热成像仪获得所在光伏组件的红外热成像图像数据，转步骤S3；
步骤S2中清洁机器人在执行NFC接收程序之后会优先获得所在光伏组件的红外热成像图像数据，以确保红外成像图形数据的准确性。
S3：清洁机器人通过无线网络将光伏组件的标记地址信息数据、运行状态信息数据、红外热成像图像数据发送至服务器，转步骤S4；
S4：服务器通过无线网络接收器将接收的数据转化储存至数据库，接收的数据分别转化成标记地址数据、运行状态数据、红外图像数据且以上数据具备一一对应的关系，转步骤S5；
S5：服务器对红外图像进行运算处理获得光伏组件健康价值度，通过历史储存的相同标记地址的红外图像数据计算获得光伏组件健康趋势价值度，转步骤S6；
步骤S5中的光伏组件健康价值度代表当前光伏组件的热斑以及裂纹情况，光伏组件健康趋势价值度则代表光伏组件的使用性能。
S6：服务器将运行状态数据、标记地址数据、红外图像数据、光伏组件健康价值度数据、光伏组件健康趋势价值度数据传输至显示器上显示，转步骤S7；
S7：使用人员结合显示器显示的内容通过无线网络修改清洁机器人的运行程序。
所述步骤S5还包括以下步骤：
S51：将红外图像按照最小像素大小进行划分，得到以最小像素划分的红外图像，称为最小像素红外图像，转步骤S52；
步骤S51用于完成对红外图像的初始化处理。
S52：提取超过设定色彩强度的最小像素获得新的红外图像，称为红外提取图像，转步骤S53；
其中步骤S52中设定色彩强度由红外图像属性获得。
S53：对相互连接的最小像素进行判断，化分为横向裂纹最小像素、纵向裂纹最小像素、热斑最小像素，转步骤S54；
S54：统计获得横向裂纹最小像素、纵向裂纹最小像素、热斑最小像素占最小像素红外图像的中像素的数量，转步骤S55；
S55：根据横向裂纹最小像素、纵向裂纹最小像素、热斑最小像素数量数值以及过往数据计算获得光伏组件健康价值度和光伏组件健康趋势价值度，所述过往数据为同一标记地址数据的不同红外图像。
所述步骤S53中还包括以下步骤：
S531：对相互连接的最小像素进行纵向映射，获得互相连接的最小像素的映射数量，判断小于n时，则判断该互相连接的最小像素为纵向裂纹最小像素，判断大于n时,转步骤S532，其中数值n由最小像素大小决定；
S532：获取相互连接的最小像素数量为m,获取每个最小像素周围连接最小像素的数量总和为h,h除以m获得比较数值i,i判断大于x时，则判断该相互连接的最小像素为热斑最小像素，判断小于x时，则判断该互相连接的最小像素为横向最小像素，其中数值x由最小像素大小决定。
所述步骤S55中，所述横向裂纹最小像素数量为a0,所述纵向裂纹最小像素数量为b0,所述热斑最小像素数量为c0,所述最小像素红外图像中的像素数量为d，光伏组件健康价值度为A，光伏组件健康趋势价值度为△A，
根据公式：
A＝(a0*a+b0*b+c0*c)/d
其中a为横向裂纹最小像素健康价值度系数，b为纵向裂纹最小健康价值度系数，c为热斑最小像素健康价值度系数。
根据公式：
△A＝(AN-A1)/△t
其中AN为当前光伏组件的健康价值度，A1为距离当前时间最长且为同一标记地址数据的光伏组件健康价值度，△t为二者获得间隔的时间，健康价值度单位时间变化越大，光伏组件的使用性能越差，对于使用性能差的光伏组件需要维护人员更多的关注。
光伏组件的性能和其本身的热斑大小以及纵向裂纹、横向裂纹的长度有着密切的关系，热斑越大或者纵向裂纹、横向裂纹越长则光伏组件的性能以及隐患就越大，其中热斑、纵向裂纹、横向裂纹对于光伏组件的影响有以下关系：热斑>横向裂纹>纵向裂纹，在公式中的表现为c>b>a，b在实际运用中要远远大于a。
本发明的工作原理：
清洁机器人通过红外热成像仪获得所在光伏组件的红外热成像图像数据，通过NFC接收装置获得光伏组件的标记地址信息数据以及运行状态信息数据，以上数据远程传输至服务器，经由服务器计算处理获得标记地址数据、运行状态数据、红外图像数据、光伏组件健康价值度、光伏组件健康趋势价值度，显示器显示标记地址、运行状态、红外图像、光伏组件健康价值度、光伏组件健康趋势价值度，使用人员参考以上显示内容获得详细的检测数据信息，并可以以此改变清洁机器人的运行程序，达到节省能耗、提高维护效率、大范围检测、远程维护、方便使用人员的目的。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，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 (8)

1.一种带NFC功能的光伏组件的检测系统，包括清洁机器人模块、光伏组件NFC通讯模块、信息处理服务器模块，其特征在于：所述清洁机器人模块用于清洁光伏组件、获取光伏组件红外热成像图像以及获取光伏组件内部信息，并通过无线网络与服务器进行远程数据传输，所述光伏组件NFC通讯模块用于完成光伏组件与清洁机器人之间的数据传输，所述信息处理服务器模块用于对接收的数据进行处理计算获得相关参考数据，并且将用户控制清洁机器人的指令数据发送至清洁机器人。
2.根据权利要求1所述的一种带NFC功能的光伏组件的检测系统，其特征在于：所述清洁机器人模块包括清洁机器人运行单元、红外热成像单元、NFC接收单元、清洁机器人无线传输单元，所述清洁机器人运行单元用于结合清洁机器人内部储存的运行程序实现清洁机器人完成光伏组件清洁功能，所述红外热成像单元用于清洁机器人获得所清洁光伏组件的红外热成像图像数据，所述NFC接收单元用于清洁机器人接收光伏组件的标记地址信息数据以及运行状态信息数据，所述清洁机器人无线传输单元用于将清洁机器人的运行程序数据、清洁机器人获取的红外热成像数据、标记地址信息数据以及运行状态信息数据发送至服务器，所述服务器属于信息处理服务器模块。
3.根据权利要求1所述的一种带NFC功能的光伏组件的检测系统，其特征在于：所述光伏组件NFC通讯模块包括光伏组件运行状态采集单元、光伏组件数据储存单元、NFC发送单元，所述光伏组件运行状态采集单元用于采集光伏组件的运行状态，所述光伏组件数据储存单元用于储存标记地址信息数据以及运行状态信息数据，所述NFC发送单元用于将光伏组件内部储存的标记地址信息数据以及运行状态信息数据发送至清洁机器人。
4.根据权利要求1或2所述的一种带NFC功能的光伏组件的检测系统，其特征在于：所述信息处理服务器模块包括服务器无线传输单元、数据储存单元、健康度计算单元、清洁机器人运行控制单元、数据显示单元，所述服务器无线传输单元用于接收清洁机器人发送的数据，并且将用户控制清洁机器人的指令数据发送至清洁机器人，所述数据储存单元用于将清洁机器人的运行程序数据、清洁机器人获取的红外热成像数据、标记地址信息数据以及运行状态信息数据储存至服务器，所述健康度计算单元用于对储存的红外成像数据进行计算处理获得可以代表光伏组件健康价值度的数值和健康趋势价值度的数值，所述清洁机器人运行控制单元用于使用人员修改需要传输至清洁机器人的运行程序数据，数据显示单元用于显示光伏组件的运行状态、健康价值度、健康趋势价值度以及红外热成像图像。
5.一种带NFC功能的光伏组件的检测方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
S1：清洁机器人运行内部储存的运行程序移动至光伏组件上方，通过NFC通讯获取所在光伏组件的标记地址信息数据以及运行状态信息数据，转步骤S2；
S2：清洁机器人通过红外热成像仪获得所在光伏组件的红外热成像图像数据，转步骤S3；
S3：清洁机器人通过无线网络将光伏组件的标记地址信息数据、运行状态信息数据、红外热成像图像数据发送至服务器，转步骤S4；
S4：服务器通过无线网络接收器将接收的数据转化储存至数据库，接收的数据分别转化成标记地址数据、运行状态数据、红外图像数据且以上数据具备一一对应的关系，转步骤S5；
S5：服务器对红外图像进行运算处理获得光伏组件健康价值度，通过历史储存的相同标记地址的红外图像数据计算获得光伏组件健康趋势价值度，转步骤S6；
S6：服务器将运行状态数据、标记地址数据、红外图像数据、光伏组件健康价值度数据、光伏组件健康趋势价值度数据传输至显示器上显示，转步骤S7；
S7：使用人员结合显示器显示的内容通过无线网络修改清洁机器人的运行程序。
6.根据权利要求5所述的一种带NFC功能的光伏组件的检测方法，其特征在于：所述步骤S5包括以下步骤：
S51：将红外图像按照最小像素大小进行划分，得到以最小像素划分的红外图像，称为最小像素红外图像，转步骤S52；
S52：提取超过设定色彩强度的最小像素获得新的红外图像，称为红外提取图像，转步骤S53；
S53：对相互连接的最小像素进行判断，化分为横向裂纹最小像素、纵向裂纹最小像素、热斑最小像素，转步骤S54；
S54：统计获得横向裂纹最小像素、纵向裂纹最小像素、热斑最小像素占最小像素红外图像的中像素的数量，转步骤S55；
S55：根据横向裂纹最小像素、纵向裂纹最小像素、热斑最小像素数量数值以及过往数据计算获得光伏组件健康价值度和光伏组件健康趋势价值度，所述过往数据为同一标记地址数据的不同红外图像。
7.根据权利要求5或6所述的一种带NFC功能的光伏组件的检测方法，其特征在于：所述步骤S53中，包括以下步骤：
S531：对相互连接的最小像素进行纵向映射，获得互相连接的最小像素的映射数量，判断小于n时，则判断该互相连接的最小像素为纵向裂纹最小像素，判断大于n时,转步骤S532，其中数值n由最小像素大小决定；
S532：获取相互连接的最小像素数量为m,获取每个最小像素周围连接最小像素的数量总和为h,h除以m获得比较数值i,i判断大于x时，则判断该相互连接的最小像素为热斑最小像素，判断小于x时，则判断该互相连接的最小像素为横向最小像素，其中数值x由最小像素大小决定。
8.根据权利要求5或6所述的一种带NFC功能的光伏组件的检测方法，其特征在于：所述步骤S55中，所述横向裂纹最小像素数量为a0,所述纵向裂纹最小像素数量为b0,所述热斑最小像素数量为c0,所述最小像素红外图像中的像素数量为d，光伏组件健康价值度为A，光伏组件健康趋势价值度为△A，
根据公式：
A＝(a0*a+b0*b+c0*c)/d
其中a为横向裂纹最小像素健康价值度系数，b为纵向裂纹最小健康价值度系数，c为热斑最小像素健康价值度系数。
根据公式：
△A＝(AN-A1)/△t
其中AN为当前光伏组件的健康价值度，A1为距离当前时间最长且为同一标记地址数据的光伏组件健康价值度，△t为二者获得间隔的时间。
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