CN115189456A - 一种小微型水质水量在线监测站的太阳能供电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种小微型水质水量在线监测站的太阳能供电系统，包括：能量转换模块，用于基于太阳能板动态采集太阳能，并将采集到的太阳能转换为电能；数据获取模块，用于获取水质水量在线监测站的监测任务，并基于监测任务确定水质水量在线监测站的电能需求量；供电模块，用于基于转后得到的电能根据电能需求量对水质水量在线监测站进行供电，并基于供电结果对水质水量在线监测站的运行状态进行实时监测。通过太阳能板对太阳能进行动态采集，保障了对太阳能的采集效果，其次，通过将太阳能转换为电能并根据水质水量在线监测站的电能需求进行准确供电，实现对水质水量在线监测站的稳定供电，并保障了水质水量在线监测站的运行效果。
Description
技术领域
本发明涉及设备供电技术领域，特别涉及一种小微型水质水量在线监测站的太阳能供电系统。
背景技术
目前，随着对环境的越来越重视，河水水质监测也成了保护环境中的重中之重，入河排口管控是生态环境保护管理工作需求，是水环境精细化管理的重要组成部分，是河长制的重要抓手；
通过对重点区域排口安装小微型水质水量在线监测站，构建入河排口动态管理系统和在线监测管理系统，为排口分类分级管理、清理整治、长效监管提供坚实基础，协助实现入河排口的分类分级、信息化、动态化、精细化长效管理；
但是，小微站建设在重点河段流域边，位置常常是在荒郊野外，难以接市电，而且小微站每小时都需要抽取排口排水进行检测，平时需要电量低，取水瞬时耗电量大，并且春夏季野外枝叶繁茂、阴雨天气，太阳能遮挡严重等问题都对供电系统有较高的要求；
因此，本发明提供了一种小微型水质水量在线监测站的太阳能供电系统。
发明内容
本发明提供一种小微型水质水量在线监测站的太阳能供电系统，用以通过太阳能板对太阳能进行动态采集，保障了对太阳能的采集效果，其次，通过将太阳能转换为电能并根据水质水量在线监测站的电能需求进行准确供电，实现对水质水量在线监测站的稳定供电，并保障了水质水量在线监测站的运行效果。
本发明提供了一种小微型水质水量在线监测站的太阳能供电系统，包括：
能量转换模块，用于基于太阳能板动态采集太阳能，并将采集到的太阳能转换为电能；
数据获取模块，用于获取水质水量在线监测站的监测任务，并基于监测任务确定水质水量在线监测站的电能需求量；
供电模块，用于基于转后得到的电能根据电能需求量对水质水量在线监测站进行供电，并基于供电结果对水质水量在线监测站的运行状态进行实时监测。
优选的，一种小微型水质水量在线监测站的太阳能供电系统，能量转换模块，包括：
图像采集单元，用于基于太阳能板上的预置摄像头获取包含太阳的目标图像，并将目标图像进行拆分，得到M个子图像块；
图像处理单元，用于分别确定M个子图像块的像素点的亮度值，并基于预设亮度阈值为聚类标准对M个子图像块的像素点进行聚类处理，得到M个子图像块中亮度区域；
位置检测单元，用于确定每个子图像块中亮度区域的亮度值，并基于亮度值递减的顺序对M个子图像块进行排序，且基于排序结果将亮度值最大的子图像块判定为太阳所在的目标子图像块；
所述位置检测单元，用于确定目标子图像块重心位置，并基于重心位置得到太阳与太阳能板的相对位置关系。
优选的，一种小微型水质水量在线监测站的太阳能供电系统，位置检测单元，包括：
位置获取子单元，用于获取太阳与太阳能板的相对位置关系，并基于相对位置关系确定太阳能板相对太阳的方向偏移量；
角度检测子单元，用于基于预设传感器获取预设标志物在太阳光线照射下的投影与太阳能板的夹角值，并基于夹角值确定太阳能板的角度偏移量；
位置调整子单元，用于基于方向偏移量与角度偏移量控制预设转动装置对太阳能板进行位置以及角度调整。
优选的，一种小微型水质水量在线监测站的太阳能供电系统，位置调整子单元，包括：
调整结果获取子单元，用于实时获取太阳光线强度，并将获取到的太阳能光线强度与预设光线强度进行比较；
调整量确定子单元，用于当太阳能光线强度小于预设光线强度时，判定当前太阳能采集周期结束，并确定当前太阳能板的位置信息以及角度信息
重置子单元，用于获取太阳能采集周期起始时刻太阳能板的初始位置以及初始角度，并将初始位置以及初始角度与当前太阳能板的位置信息以及角度信息进行做差运算，得到太阳能板相对初始位置的位置调整量以及角度调整量；
所述重置子单元，还用于基于位置调整量以及角度调整量对太阳能板进行重置处理，直至太阳能板的位置信息以及角度信息与太阳能采集周期起始时刻太阳能板的初始位置以及初始角度信息相一致。
优选的，一种小微型水质水量在线监测站的太阳能供电系统，能量转换模块，还包括：
数据采集单元，用于基于预设光感传感器实时获取太阳能板上采集到的太阳光线强度，并将太阳光线强度与预设光线强度阈值进行比较；
指令单元，用于当太阳光线强度大于预设光线强度阈值时，生成太阳能转换指令，并基于太阳能转换指令控制太阳能板中的预设能量转换装置进行工作；
能量转换单元，用于基于预设能量转换装置将太阳能转换为电能，同时，连通与预设蓄电池的电能传输链路，并基于电能传输链路将转换后得到的电能传输值预设蓄电池进行存储。
优选的，一种小微型水质水量在线监测站的太阳能供电系统，数据获取模块，包括：
信息获取单元，用于获取水质水量在线监测站的设备列表，并基于设备列表确定水质水量在线监测站中的水质水量监测设备型号，其中，水质水量监测设备至少为一种；
所述信息获取单元，还用于基于水质水量监测设备型号确定水质水量监测设备的目标标识，并基于所述目标标识向服务器发送用电参数获取请求；
数据获取单元，用于基于用电参数获取请求从服务器中获取水质水量监测设备的历史用电数据，并确定历史用电数据的时间序列；
所述数据获取单元，还用于基于时间序列将获取到的历史用电数据进行记录，得到历史用电数据记录表，并基于时间序列对历史用电数据记录表中的历史用电数据进行分析，确定水质水量监测设备的用电规律；
影响因素确定单元，用于基于用电规律确定水质水量监测设备的用电量与负载之间的关联关系，并基于关联关系确定对定水质水量监测设备的用电量的影响指标，同时，确定水质水量监测设备的设备参数，其中，影响指标至少为一个；
模型构建单元，用于确定影响指标的权重，并基于影响指标的权重、影响指标、设备参数以及水质水量监测设备的用电规律构建用电量预测模型；
电量预测单元，用于获取水质水量在线监测站的业务属性，并基于业务属性确定水质水量在线监测站的监测任务；
所述电量预测单元，用于基于监测任务确定水质水量在线监测站当前监测周期的目标负载，并将目标负载输入电量预测模型进行分析，得到水质水量在线监测站的电能需求量。
优选的，一种小微型水质水量在线监测站的太阳能供电系统，电量预测单元，包括：
结果获取子单元，用于获取得到的水质水量在线监测站的电能需求量，同时，基于预设服务器获取水质水量在线监测站中包含的水质水量在线监测设备的额定功率；
用电量核验子单元，用于确定水质水量在线监测设备的工作时长，并基于工作时长以及额定功率确定水质水量在线监测设备的额定用电量；
所述用电量核验子单元，还用于将电能需求量与额定用电量进行比较；
若电能需求量小于或等于额定用电量，判定对电能需求量预测结果合格；
否则，判定对电能需求量预测结果不合格，并重新确定水质水量在线监测设备的工作负载；
修正子单元，基于工作负载确定对电能需求量的修正系数，并基于修正系数对得到的电能需求量进行修正，得到最终的电能需求量。
优选的，一种小微型水质水量在线监测站的太阳能供电系统，供电模块，包括：
电量确定单元，用于获取太阳能转换后得到的电能，并确定转换后得到的电能的电能供给量；
所述电量确定单元，还用于当电能供给量大于水质水量在线监测站的电能需求量时，确定太阳能板上的电能输出端口，并基于电能输出端口构建太阳能板与预设稳压器之间以及太阳能板与预设蓄电池之间的第一电能传输通路和第二电能传输通路；
电能处理单元，用于基于第一电能传输通路根据电能需求量向预设稳压器传输等量的电能，同时，基于第二电能传输通路将剩余电能传输至预设蓄电池进行存储；
所述电能处理单元，用于基于预设稳压器确定转换后得到的电能的电压值，同时，获取水质水量在线监测设备正常工作时的实际工作电压值；
所述电能处理单元，还用于确定电压值与实际工作电压值的压差值，并基于预设稳压器对电能的电压值进行调整；
核验单元，用于基于调整结果周期性采集预设稳压器输出端口的电参数，且当电参数满足预设参数阈值时，基于预设稳压器向水质水量在线监测站进行供电；
设备检测单元，用于基于供电结果实时获取水质水量在线监测站中水质水量在线监测设备的运行数据，并确定对水质水量在线监测设备运行状态的评估指标；
所述设备检测单元，还用于基于评估指标对水质水量在线监测设备的运行数据进行处理，得到水质水量在线监测设备的实际运行状态，并将实际运行状态与监测任务要求的理论运行状态进行比较；
若实际运行状态与理论运行状态不一致，判定对水质水量在线监测设备的供电不合格，并向管理终端进行报警提醒，同时，重新确定对水质水量在线监测设备的供电方案，直至实际运行状态与理论运行状态一致；
否则，判定对水质水量在线监测设备的供电合格，并对水质水量在线监测设备的运行状态进行实时监测。
优选的，一种小微型水质水量在线监测站的太阳能供电系统，电量确定单元，包括：
电量确定子单元，用于当电能供给量小于或等于水质水量在线监测站的电能需求量时，构建预设蓄电池与预设稳压器之间的第三电能传输通路，并确定电能供给量与电能需求量的电量差值；
供电子单元，用于基于预设蓄电池根据电量差值通过第三电能传输通路向预设传感器传输电能，其中，预设蓄电池内部存储有电能。
优选的，一种小微型水质水量在线监测站的太阳能供电系统，电量确定子单元，包括：
控制子单元，用于获取预设蓄电池中存储的第一电量与太阳能转换后得到的电能的第二电量，并将第一电量与第二电量求和，得到总电量；
所述控制子单元，用于当总电量小于水质水量在线监测站的电能需求量时，获取水质水量在线监测站中水质水量在线监测设备的业务属性，并基于业务属性确定水质水量在线监测设备的权重值；
排序子单元，用于基于权重值递减的顺序对水质水量在线监测设备进行排序，并基于排序结果确定最小权重值对应的目标水质水量在线监测设备；
调整子单元，用于获取太阳能板对太阳能的转换效率，并基于转换效率确定对目标水质水量在线监测设备负荷的控制时长；
所述调整子单元，还用于基于控制时长降低目标水质水量在线监测设备的负荷，直至达到控制时长时，解除对目标水质水量在线监测设备的负荷的控制，且对目标水质水量在线监测设备进行正常供电。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
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为本发明实施例中一种小微型水质水量在线监测站的太阳能供电系统的结构图；
图2为本发明实施例中一种小微型水质水量在线监测站的太阳能供电系统中能量转换模块的结构图；
图3为本发明实施例中一种小微型水质水量在线监测站的太阳能供电系统中太阳能板的等效电路图。
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1：
本实施例提供了一种小微型水质水量在线监测站的太阳能供电系统，如图1所示，包括：
能量转换模块，用于基于太阳能板动态采集太阳能，并将采集到的太阳能转换为电能；
数据获取模块，用于获取水质水量在线监测站的监测任务，并基于监测任务确定水质水量在线监测站的电能需求量；
供电模块，用于基于转后得到的电能根据电能需求量对水质水量在线监测站进行供电，并基于供电结果对水质水量在线监测站的运行状态进行实时监测。
该实施例中，动态采集太阳能指的是通过对太阳能板的角度进行动态调整，使太阳能板始终与太阳光线呈垂直关系，从而保障太阳能板对太阳能的采集效果最佳。
该实施例中，水质水量在线监测站是建设在重点河段流域边，用于对河水的水质水量进行监测。
该实施例中，监测任务指的是水质水量在线监测站对河水水质水量的监测目的、监测手段以及监测手段需要运行的监测仪器型号等。
该实施例中，电能需求量指的是水质水量在完成监测任务时，满足各监测仪器运行需要的电能总量。
该实施例中，基于供电结果对水质水量在线监测站的运行状态进行实时监测指的是对水质水量的运行情况进行监测，确保水质水量在线监测站可以正常运行。
上述技术方案的有益效果是：通过太阳能板对太阳能进行动态采集，保障了对太阳能的采集效果，其次，通过将太阳能转换为电能并根据水质水量在线监测站的电能需求进行准确供电，实现对水质水量在线监测站的稳定供电，并保障了水质水量在线监测站的运行效果。
实施例2：
在实施例1的基础上，本实施例提供了一种小微型水质水量在线监测站的太阳能供电系统，如图2所示，能量转换模块，包括：
图像采集单元，用于基于太阳能板上的预置摄像头获取包含太阳的目标图像，并将目标图像进行拆分，得到M个子图像块；
图像处理单元，用于分别确定M个子图像块的像素点的亮度值，并基于预设亮度阈值为聚类标准对M个子图像块的像素点进行聚类处理，得到M个子图像块中亮度区域；
位置检测单元，用于确定每个子图像块中亮度区域的亮度值，并基于亮度值递减的顺序对M个子图像块进行排序，且基于排序结果将亮度值最大的子图像块判定为太阳所在的目标子图像块；
所述位置检测单元，用于确定目标子图像块重心位置，并基于重心位置得到太阳与太阳能板的相对位置关系。
该实施例中，预置摄像头是提前设定好的，用于采集包含太阳的图像，从而便于确定太阳能板与太阳的相对位置关系，其中，预置摄像头与太阳能板之间的位置关系是提前设置好的。
该实施例中，目标图像指的是通过预置摄像头采集到的包含太阳的图像。
该实施例中，子图像快指的是将目标图像进行拆分后得到的多个图像块，每一子图像块是目标图像中的一部分。
该实施例中，预设亮度阈值是提前设定好的，用于表征对每个子图像块中的像素点进行聚类处理时的聚类中心。
该实施例中，亮度区域指的是将像素点的亮度值大于或等于预设亮度阈值的像素点进行连接后得到的图像区域。
该实施例中，目标子图像块指的是M个子图像块中亮度区域的亮度值最大的图像块。
上述技术方案的有益效果是：通过预置的摄像头采集包含太阳的目标图像，并对采集得到的目标图像进行处理，实现根据图像对太阳与太阳板的相对位置关系进行确认，提高了位置确定准确率，为实现对太阳能板进行动态调整提供了便利。
实施例3：
在实施例2的基础上，本实施例提供了一种小微型水质水量在线监测站的太阳能供电系统，位置检测单元，包括：
位置获取子单元，用于获取太阳与太阳能板的相对位置关系，并基于相对位置关系确定太阳能板相对太阳的方向偏移量；
角度检测子单元，用于基于预设传感器获取预设标志物在太阳光线照射下的投影与太阳能板的夹角值，并基于夹角值确定太阳能板的角度偏移量；
位置调整子单元，用于基于方向偏移量与角度偏移量控制预设转动装置对太阳能板进行位置以及角度调整。
该实施例中，方向偏移量指的是需要对太能板水平转动的角度值，确保太阳能板与太阳在同一条直线上。
该实施例中，预设传感器是提前设定好的，用于确定太阳光线与太阳能板之间的夹角是否呈垂直。
该实施例中，预设标志物可以是在太阳能板上设置的棍状物，且棍状物与太阳能板为垂直关系，从而便于通过确定太阳光线照射在棍状物后在太阳能板上的投影确定太阳能光线是否与太阳能板呈垂直关系。
该实施例中，角度偏移量指的是需要对太阳能板纵向调整的角度，即太阳能板与水平方向的夹角至，通过改变太阳能板的倾斜坡度，从而确保太阳光线垂直照射在太阳能板上，实现太阳能采集效率最大化。
该实施例中，预设转动装置是提前设定好的，用于改变太阳能板的旋转方向以及倾斜程度，具体为转动电机等。
上述技术方案的有益效果是：通过根据相对位置关系，实现对太阳能板在水平方向进行调整，保障了太阳能板与太阳在同一直线上，其次，通过确定太阳光线与太阳能板的夹角情况，实现对太阳能板的倾斜角度进行调整，从而提高了对太阳能的采集效果，为保障水质数量在线监测站的正常运行提供了可靠保障。
实施例4：
在实施例3的基础上，本实施例提供了一种小微型水质水量在线监测站的太阳能供电系统，位置调整子单元，包括：
调整结果获取子单元，用于实时获取太阳光线强度，并将获取到的太阳能光线强度与预设光线强度进行比较；
调整量确定子单元，用于当太阳能光线强度小于预设光线强度时，判定当前太阳能采集周期结束，并确定当前太阳能板的位置信息以及角度信息
重置子单元，用于获取太阳能采集周期起始时刻太阳能板的初始位置以及初始角度，并将初始位置以及初始角度与当前太阳能板的位置信息以及角度信息进行做差运算，得到太阳能板相对初始位置的位置调整量以及角度调整量；
所述重置子单元，还用于基于位置调整量以及角度调整量对太阳能板进行重置处理，直至太阳能板的位置信息以及角度信息与太阳能采集周期起始时刻太阳能板的初始位置以及初始角度信息相一致。
该实施例中，预设光线强度是提前设定好的，用于衡量当前太阳能板是否还能采集到太阳能。
该实施例中，太阳能采集周期指的是太阳能需要跟随太阳的位置以及高度进行动态调整的时间长度，一般为12小时左右。
该实施例中，初始位置以及初始角度指的是每天太阳能板采集太阳能时的位置以及角度，即每天早上太阳升起时太阳能板相对太阳的位置以及角度。
该实施例中，位置调整量以及角度调整量指的是太阳能板当前的位置以及角度相对初始位置以及初始角度的变化量。
上述技术方案的有益效果是：通过实时监测当前太阳能光线强度，并根据太阳能光线强度对采集太阳能周期是否结束进行准确的判定，且在采集太阳能周期结束后，准确将太阳能板进行重置操作，从而保障下一周期开始时，太阳能板能及时对太阳能进行采集，保障了对水质水量在线监测站的稳定供电。
实施例5：
在实施例1的基础上，本实施例提供了一种小微型水质水量在线监测站的太阳能供电系统，能量转换模块，还包括：
数据采集单元，用于基于预设光感传感器实时获取太阳能板上采集到的太阳光线强度，并将太阳光线强度与预设光线强度阈值进行比较；
指令单元，用于当太阳光线强度大于预设光线强度阈值时，生成太阳能转换指令，并基于太阳能转换指令控制太阳能板中的预设能量转换装置进行工作；
能量转换单元，用于基于预设能量转换装置将太阳能转换为电能，同时，连通与预设蓄电池的电能传输链路，并基于电能传输链路将转换后得到的电能传输值预设蓄电池进行存储。
该实施例中，预设光感传感器是提前在太阳能板上设置好的，用于实时采集太阳能板上接收到的太阳光线强度。
该实施例中，预设光线强度阈值是提前设定好的，用于衡量太阳能板是否达到将太阳能转换为电能的条件。
该实施例中，太阳能转换指令是用于控制相应的能量转换装置进行工作，从而实现将太阳能转换为电能。
该实施例中，预设能量转换装置是提前设定好的，用于将太阳能转换为电能。
该实施例中，预设蓄电池是提前设定好的，用于存储太阳能板将太阳能转换后得到的电能。
上述技术方案的有益效果是：通过实时检测太阳能板上接收到的太阳能光线强度，从而便于在达到能量转换条件时，控制相应的能量转换装置进行工作，实现对太阳能进行及时有效的采集，从而为保障水质水量在线监测站的正常运行提供了便利。
实施例6：
在实施例1的基础上，本实施例提供了一种小微型水质水量在线监测站的太阳能供电系统，数据获取模块，包括：
信息获取单元，用于获取水质水量在线监测站的设备列表，并基于设备列表确定水质水量在线监测站中的水质水量监测设备型号，其中，水质水量监测设备至少为一种；
所述信息获取单元，还用于基于水质水量监测设备型号确定水质水量监测设备的目标标识，并基于所述目标标识向服务器发送用电参数获取请求；
数据获取单元，用于基于用电参数获取请求从服务器中获取水质水量监测设备的历史用电数据，并确定历史用电数据的时间序列；
所述数据获取单元，还用于基于时间序列将获取到的历史用电数据进行记录，得到历史用电数据记录表，并基于时间序列对历史用电数据记录表中的历史用电数据进行分析，确定水质水量监测设备的用电规律；
影响因素确定单元，用于基于用电规律确定水质水量监测设备的用电量与负载之间的关联关系，并基于关联关系确定对定水质水量监测设备的用电量的影响指标，同时，确定水质水量监测设备的设备参数，其中，影响指标至少为一个；
模型构建单元，用于确定影响指标的权重，并基于影响指标的权重、影响指标、设备参数以及水质水量监测设备的用电规律构建用电量预测模型；
电量预测单元，用于获取水质水量在线监测站的业务属性，并基于业务属性确定水质水量在线监测站的监测任务；
所述电量预测单元，用于基于监测任务确定水质水量在线监测站当前监测周期的目标负载，并将目标负载输入电量预测模型进行分析，得到水质水量在线监测站的电能需求量。
该实施例中，设备列表是用来表征水质水量在线监测站中含有的水质水量在线监测设备的设备类型。
该实施例中，目标标识是用来标记不同水质水量在线监测设备的一种标记标签，通过该标识可快速准确的确定对应设备的型号，且一个标识对应一个设备。
该实施例中，服务器是提前设定好的，用于存储不同设备的用电数据信息。
该实施例中，用电参数获取请求包括需要获取的数据类型以及获取的数据量。
该实施例中，历史用电数据指的是不同水质水量在线监测设备的一定时间段内的用电信息，包括不同时间点的用电量波形等。
该实施例中，时间序列指的是历史用电数据的时间发展顺序。
该实施例中，历史用电数据记录表指的是将水质水量在线监测设备的历史用电数据进行整理记录后得到的数据表。
该实施例中，用电规律指的是水质水量在线监测设备在一定时间段内的用电量变化规律，具体为用电量的变化趋势等。
该实施例中，影响指标指的是影响水质水量在线监测设备用电量发生变化的影响因素，具体为负载大小以及温度大小等。
该实施例中，设备参数指的是水质水量在线监测设备的工作功率、额定电压、额定电流以及最大负载等。
该实施例中，权重是用来表征影响水质水量在线监测设备用电量发生变化的影响指标的重要程度。
该实施例中，业务属性指的是水质水量在线监测站对河水进行监测的目的。
该实施例中，监测任务指的是水质水量在线监测站最终要实现的监测数据结果。
该实施例中，目标负载指的是水质水量在线监测站完成监测任务存在的负载大小。
上述技术方案的有益效果是：通过确定水质水量在线监测站中包含的水质水量在线监测设备的种类以及型号，实现根据种类以及型号从服务器中获取相应的历史用电数据，其次，对历史用电数据进行分析处理，实现对电量预测模型进行准确的构建，从而便于对水质水量在线监测站的电能需求量进行预测提供了便利，最终根据水质水量在线监测站的监测任务实现对电能需求量进行准确可靠的分析，从而便于控制供电系统对水质水量在线监测站进行准确有效的供电，保障了水质水量在线监测站的稳定运行。
实施例7：
在实施例6的基础上，本实施例提供了一种小微型水质水量在线监测站的太阳能供电系统，电量预测单元，包括：
结果获取子单元，用于获取得到的水质水量在线监测站的电能需求量，同时，基于预设服务器获取水质水量在线监测站中包含的水质水量在线监测设备的额定功率；
用电量核验子单元，用于确定水质水量在线监测设备的工作时长，并基于工作时长以及额定功率确定水质水量在线监测设备的额定用电量；
所述用电量核验子单元，还用于将电能需求量与额定用电量进行比较；
若电能需求量小于或等于额定用电量，判定对电能需求量预测结果合格；
否则，判定对电能需求量预测结果不合格，并重新确定水质水量在线监测设备的工作负载；
修正子单元，基于工作负载确定对电能需求量的修正系数，并基于修正系数对得到的电能需求量进行修正，得到最终的电能需求量。
该实施例中，预设服务器是提前设定好的，用于存储不同水质水量在线监测设备的参数信息，包括设备的功率以及工作电压等。
该实施例中，额定用电量指的是水质水量在线监测设备在工作时间段内的最大用电量。
上述技术方案的有益效果是：通过确定水质水量在线监测设备的额定功率以及工作时长，实现对水质水量在线监测设备的额定用电量进行准确有效的计算，同时，将预测到的电能需求量与额定用电量进行比较，实现对电能需求量的预测结果进行准确有效的验证，从而保障了对电能需求量的预测结果的准确性。
实施例8：
在实施例1的基础上，本实施例提供了一种小微型水质水量在线监测站的太阳能供电系统，供电模块，包括：
电量确定单元，用于获取太阳能转换后得到的电能，并确定转换后得到的电能的电能供给量；
所述电量确定单元，还用于当电能供给量大于水质水量在线监测站的电能需求量时，确定太阳能板上的电能输出端口，并基于电能输出端口构建太阳能板与预设稳压器之间以及太阳能板与预设蓄电池之间的第一电能传输通路和第二电能传输通路；
电能处理单元，用于基于第一电能传输通路根据电能需求量向预设稳压器传输等量的电能，同时，基于第二电能传输通路将剩余电能传输至预设蓄电池进行存储；
所述电能处理单元，用于基于预设稳压器确定转换后得到的电能的电压值，同时，获取水质水量在线监测设备正常工作时的实际工作电压值；
所述电能处理单元，还用于确定电压值与实际工作电压值的压差值，并基于预设稳压器对电能的电压值进行调整；
核验单元，用于基于调整结果周期性采集预设稳压器输出端口的电参数，且当电参数满足预设参数阈值时，基于预设稳压器向水质水量在线监测站进行供电；
设备检测单元，用于基于供电结果实时获取水质水量在线监测站中水质水量在线监测设备的运行数据，并确定对水质水量在线监测设备运行状态的评估指标；
所述设备检测单元，还用于基于评估指标对水质水量在线监测设备的运行数据进行处理，得到水质水量在线监测设备的实际运行状态，并将实际运行状态与监测任务要求的理论运行状态进行比较；
若实际运行状态与理论运行状态不一致，判定对水质水量在线监测设备的供电不合格，并向管理终端进行报警提醒，同时，重新确定对水质水量在线监测设备的供电方案，直至实际运行状态与理论运行状态一致；
否则，判定对水质水量在线监测设备的供电合格，并对水质水量在线监测设备的运行状态进行实时监测。
该实施例中，电能供给量指的是太阳能板将太阳能转换后得到的电能的电量值。
该实施例中，电能输出端口指的是太阳能板中将太阳能抓换为电能后的能量传输端。
该实施例中，预设稳压器是提前设定好的，用于对转化后得到的电能的电压值进行调整和稳压，从而保障对水质水量在线监测设备进行稳定的供电。
该实施例中，预设蓄电池是提前设定好的，用于当转换后的电能的电量大于电能需求量时，对多余的电量进行存储。
该实施例中，第一电能传输通路是用来连通太阳能板与预设稳压器之间的能量传输通路。
该实施例中，第二电能传输通路是用来连通太阳能板与，预设蓄电池之间的能量传输通路。
该实施例中，实际工作电压值指的是水质水量在线监测设备在执行监测任务时需要的电压值。
该实施例中，压差值指的是太阳能板转换后得到的电能在未经预设稳压器处理前的电压值。
该实施例中，电参数指的是预设稳压器输出端口输出的电能的电压值以及电流值。
该实施例中，预设参数阈值是提前设定好的，用于表征预设稳压器输出端口输出的电能是否满足对水质水量在线监测设备的供电需求。
该实施例中，运行数据指的是水质水量在线监测设备的工作功率、工作电压以及工作电流等。
该实施例中，评估指标是用来评估水质水量在线监测设备是否正常运行的参数。
该实施例中，实际运行状态指的是水质水量在线监测设备当前实际运行过程中两端的电压值以及流经的电流值等。
该实施例中，理论运行状态指的是水质水量在线监测设备执行监测任务应当对应的电压以及电流值。
上述技术方案的有益效果是：通过确定太阳能板对太阳能转换后得到的电能的电量值，且在电量值大于电能需求量时，将得到的电能进行分路传输，实现在对水质水量在线监测设备正常供电的同时将多余的电能进行存储，提高了能量利用率，其次，通过预设稳压器对得到的电能的电压值进行调控，保障了对水质水量在线监测设备供电可靠性，最终对水质水量在线监测设备的运行状态进行核验，确保对水质水量在线监测设备的供电效果，保障了水质水量在线监测设备稳定运行。
实施例9：
在实施例8的基础上，本实施例提供了一种小微型水质水量在线监测站的太阳能供电系统，电量确定单元，包括：
电量确定子单元，用于当电能供给量小于或等于水质水量在线监测站的电能需求量时，构建预设蓄电池与预设稳压器之间的第三电能传输通路，并确定电能供给量与电能需求量的电量差值；
供电子单元，用于基于预设蓄电池根据电量差值通过第三电能传输通路向预设传感器传输电能，其中，预设蓄电池内部存储有电能。
该实施例中，第三电能传输通路是用来连通预设蓄电池与预设稳压器之间的能量传输通路，便于在太阳能板转换得到的电能量不足时，通过预设蓄电池进行补充供电。
该实施例中，电量差值指的是太阳能板转换后得到的电能量与水质水量在线监测站的电能需求量之间的差值。
上述技术方案的有益效果是：通过当太阳能板转换后的电能量不足供给水质水量在线监测站正常运行时，通过预设蓄电池对水质水量在线监测站进行补充供电，保障了对水质水量在线监测站供电效果。
实施例10：
在实施例9的基础上，本实施例提供了一种小微型水质水量在线监测站的太阳能供电系统，电量确定子单元，包括：
控制子单元，用于获取预设蓄电池中存储的第一电量与太阳能转换后得到的电能的第二电量，并将第一电量与第二电量求和，得到总电量；
所述控制子单元，用于当总电量小于水质水量在线监测站的电能需求量时，获取水质水量在线监测站中水质水量在线监测设备的业务属性，并基于业务属性确定水质水量在线监测设备的权重值；
排序子单元，用于基于权重值递减的顺序对水质水量在线监测设备进行排序，并基于排序结果确定最小权重值对应的目标水质水量在线监测设备；
调整子单元，用于获取太阳能板对太阳能的转换效率，并基于转换效率确定对目标水质水量在线监测设备负荷的控制时长；
所述调整子单元，还用于基于控制时长降低目标水质水量在线监测设备的负荷，直至达到控制时长时，解除对目标水质水量在线监测设备的负荷的控制，且对目标水质水量在线监测设备进行正常供电。
该实施例中，第一电量指的是预设蓄电池中存储的能量值。
该实施例中，第二电量指的是太阳能板将太阳能转换后得到的电能的电量值。
该实施例中，业务属性指的是水质水量在线监测站对河水进行监测的目的。
该实施例中，目标水质水量在线监测设备指的是所有水质水量在线监测设备中作用最小的设备。
该实施例中，基于转换效率确定对目标水质水量在线监测设备负荷的控制时长指的是当总电量不足以供给所有的水质水量在线监测设备运行时，对目标水质水量在线监测设备的负荷进行降低，从而减少对电能的需求量。
该实施例中，控制时长指的是需要控制目标水质水量在线监测设备工作性能减退的时间长度。
上述技术方案的有益效果是：通过当太阳能板板转换后得到的电能量与预设蓄电池中存储的电能量之和不能对水质水量在线监测设备进行供电时，实现对水质水量在线监测设备的重要程度进行分析，从而便于根据分析结果对作用较小的设备的工作性能进行控制，从而保障了水质水量在线监测站的整体运行效果。
实施例11：
在实施例5的基础上，本实施例提供了一种小微型水质水量在线监测站的太阳能供电系统，能量转换单元，包括：
获取太阳能板上采集到的太阳光线强度以及太阳能板所处的环境温度，基于太阳光线强度以及环境温度计算太阳能板的实际温度值，并基于实际温度值计算太阳能板的输出电流值，具体步骤包括：
根据如下公式计算太阳能板的实际温度值：
其中，ω表示太阳能板的实际温度值，单位为K；μ表示误差因子，且取值范围为(0.02，0.05)；T表示太阳能板所处的环境温度值，单位为K；α表示太阳光线强度变化时太阳能板的温度系数，单位为℃m2/W；
表示太阳能板上采集到的太阳光线强度，单位为W/m2；
根据如下公式计算太阳能板的输出电流值：
其中，I表示太阳能板的输出电流值；I1表示太阳能板的光伏电池光生电流值；I2表示太阳能板中等效二极管的P-N结反向饱和电流值；Q表示电子电荷，一般取值为1.6*10- 19C；V表示太阳能板的输出电压值；ω表示太阳能板的实际温度值；R1表示太阳能板中的第一电阻阻值；R2表示太阳能板中的第二电阻阻值；
构建太阳能板与蓄电池的电能传输链路，并输出电流值对电能传输链路的配置参数进行调整，得到目标电能传输链路；
基于目标电能传输链路将太阳能板输出的电流值传输至蓄电池进行存储。
该实施例中，太阳能板的等效电路图如图3所示。
该实施例中，目标电能传输链路是用来将太阳能板转换后得到电能传输值蓄电池进行存储。
上述技术方案的有益效果是：通过对太阳能板的输出电流进行计算，实现根据输出电流值对能量传输链路进行准确配置，从而便于将转换后得到的能量准确有效的传输至蓄电池以及水质水量在线监测设备，在提高能量利用率的同时保障了对水质水量在线监测站的供电可靠性。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种小微型水质水量在线监测站的太阳能供电系统，其特征在于，包括：
能量转换模块，用于基于太阳能板动态采集太阳能，并将采集到的太阳能转换为电能；
数据获取模块，用于获取水质水量在线监测站的监测任务，并基于监测任务确定水质水量在线监测站的电能需求量；
供电模块，用于基于转后得到的电能根据电能需求量对水质水量在线监测站进行供电，并基于供电结果对水质水量在线监测站的运行状态进行实时监测。
2.根据权利要求1所述的一种小微型水质水量在线监测站的太阳能供电系统，其特征在于，能量转换模块，包括：
图像采集单元，用于基于太阳能板上的预置摄像头获取包含太阳的目标图像，并将目标图像进行拆分，得到M个子图像块；
图像处理单元，用于分别确定M个子图像块的像素点的亮度值，并基于预设亮度阈值为聚类标准对M个子图像块的像素点进行聚类处理，得到M个子图像块中亮度区域；
位置检测单元，用于确定每个子图像块中亮度区域的亮度值，并基于亮度值递减的顺序对M个子图像块进行排序，且基于排序结果将亮度值最大的子图像块判定为太阳所在的目标子图像块；
所述位置检测单元，用于确定目标子图像块重心位置，并基于重心位置得到太阳与太阳能板的相对位置关系。
3.根据权利要求2所述的一种小微型水质水量在线监测站的太阳能供电系统，其特征在于，位置检测单元，包括：
位置获取子单元，用于获取太阳与太阳能板的相对位置关系，并基于相对位置关系确定太阳能板相对太阳的方向偏移量；
角度检测子单元，用于基于预设传感器获取预设标志物在太阳光线照射下的投影与太阳能板的夹角值，并基于夹角值确定太阳能板的角度偏移量；
位置调整子单元，用于基于方向偏移量与角度偏移量控制预设转动装置对太阳能板进行位置以及角度调整。
4.根据权利要求3所述的一种小微型水质水量在线监测站的太阳能供电系统，其特征在于，位置调整子单元，包括：
调整结果获取子单元，用于实时获取太阳光线强度，并将获取到的太阳能光线强度与预设光线强度进行比较；
调整量确定子单元，用于当太阳能光线强度小于预设光线强度时，判定当前太阳能采集周期结束，并确定当前太阳能板的位置信息以及角度信息
重置子单元，用于获取太阳能采集周期起始时刻太阳能板的初始位置以及初始角度，并将初始位置以及初始角度与当前太阳能板的位置信息以及角度信息进行做差运算，得到太阳能板相对初始位置的位置调整量以及角度调整量；
所述重置子单元，还用于基于位置调整量以及角度调整量对太阳能板进行重置处理，直至太阳能板的位置信息以及角度信息与太阳能采集周期起始时刻太阳能板的初始位置以及初始角度信息相一致。
5.根据权利要求1所述的一种小微型水质水量在线监测站的太阳能供电系统，其特征在于，能量转换模块，还包括：
数据采集单元，用于基于预设光感传感器实时获取太阳能板上采集到的太阳光线强度，并将太阳光线强度与预设光线强度阈值进行比较；
指令单元，用于当太阳光线强度大于预设光线强度阈值时，生成太阳能转换指令，并基于太阳能转换指令控制太阳能板中的预设能量转换装置进行工作；
能量转换单元，用于基于预设能量转换装置将太阳能转换为电能，同时，连通与预设蓄电池的电能传输链路，并基于电能传输链路将转换后得到的电能传输值预设蓄电池进行存储。
6.根据权利要求1所述的一种小微型水质水量在线监测站的太阳能供电系统，其特征在于，数据获取模块，包括：
信息获取单元，用于获取水质水量在线监测站的设备列表，并基于设备列表确定水质水量在线监测站中的水质水量监测设备型号，其中，水质水量监测设备至少为一种；
所述信息获取单元，还用于基于水质水量监测设备型号确定水质水量监测设备的目标标识，并基于所述目标标识向服务器发送用电参数获取请求；
数据获取单元，用于基于用电参数获取请求从服务器中获取水质水量监测设备的历史用电数据，并确定历史用电数据的时间序列；
所述数据获取单元，还用于基于时间序列将获取到的历史用电数据进行记录，得到历史用电数据记录表，并基于时间序列对历史用电数据记录表中的历史用电数据进行分析，确定水质水量监测设备的用电规律；
影响因素确定单元，用于基于用电规律确定水质水量监测设备的用电量与负载之间的关联关系，并基于关联关系确定对定水质水量监测设备的用电量的影响指标，同时，确定水质水量监测设备的设备参数，其中，影响指标至少为一个；
模型构建单元，用于确定影响指标的权重，并基于影响指标的权重、影响指标、设备参数以及水质水量监测设备的用电规律构建用电量预测模型；
电量预测单元，用于获取水质水量在线监测站的业务属性，并基于业务属性确定水质水量在线监测站的监测任务；
所述电量预测单元，用于基于监测任务确定水质水量在线监测站当前监测周期的目标负载，并将目标负载输入电量预测模型进行分析，得到水质水量在线监测站的电能需求量。
7.根据权利要求6所述的一种小微型水质水量在线监测站的太阳能供电系统，其特征在于，电量预测单元，包括：
结果获取子单元，用于获取得到的水质水量在线监测站的电能需求量，同时，基于预设服务器获取水质水量在线监测站中包含的水质水量在线监测设备的额定功率；
用电量核验子单元，用于确定水质水量在线监测设备的工作时长，并基于工作时长以及额定功率确定水质水量在线监测设备的额定用电量；
所述用电量核验子单元，还用于将电能需求量与额定用电量进行比较；
若电能需求量小于或等于额定用电量，判定对电能需求量预测结果合格；
否则，判定对电能需求量预测结果不合格，并重新确定水质水量在线监测设备的工作负载；
修正子单元，基于工作负载确定对电能需求量的修正系数，并基于修正系数对得到的电能需求量进行修正，得到最终的电能需求量。
8.根据权利要求1所述的一种小微型水质水量在线监测站的太阳能供电系统，其特征在于，供电模块，包括：
电量确定单元，用于获取太阳能转换后得到的电能，并确定转换后得到的电能的电能供给量；
所述电量确定单元，还用于当电能供给量大于水质水量在线监测站的电能需求量时，确定太阳能板上的电能输出端口，并基于电能输出端口构建太阳能板与预设稳压器之间以及太阳能板与预设蓄电池之间的第一电能传输通路和第二电能传输通路；
电能处理单元，用于基于第一电能传输通路根据电能需求量向预设稳压器传输等量的电能，同时，基于第二电能传输通路将剩余电能传输至预设蓄电池进行存储；
所述电能处理单元，用于基于预设稳压器确定转换后得到的电能的电压值，同时，获取水质水量在线监测设备正常工作时的实际工作电压值；
所述电能处理单元，还用于确定电压值与实际工作电压值的压差值，并基于预设稳压器对电能的电压值进行调整；
核验单元，用于基于调整结果周期性采集预设稳压器输出端口的电参数，且当电参数满足预设参数阈值时，基于预设稳压器向水质水量在线监测站进行供电；
设备检测单元，用于基于供电结果实时获取水质水量在线监测站中水质水量在线监测设备的运行数据，并确定对水质水量在线监测设备运行状态的评估指标；
所述设备检测单元，还用于基于评估指标对水质水量在线监测设备的运行数据进行处理，得到水质水量在线监测设备的实际运行状态，并将实际运行状态与监测任务要求的理论运行状态进行比较；
若实际运行状态与理论运行状态不一致，判定对水质水量在线监测设备的供电不合格，并向管理终端进行报警提醒，同时，重新确定对水质水量在线监测设备的供电方案，直至实际运行状态与理论运行状态一致；
否则，判定对水质水量在线监测设备的供电合格，并对水质水量在线监测设备的运行状态进行实时监测。
9.根据权利要求8所述的一种小微型水质水量在线监测站的太阳能供电系统，其特征在于，电量确定单元，包括：
电量确定子单元，用于当电能供给量小于或等于水质水量在线监测站的电能需求量时，构建预设蓄电池与预设稳压器之间的第三电能传输通路，并确定电能供给量与电能需求量的电量差值；
供电子单元，用于基于预设蓄电池根据电量差值通过第三电能传输通路向预设传感器传输电能，其中，预设蓄电池内部存储有电能。
10.根据权利要求9所述的一种小微型水质水量在线监测站的太阳能供电系统，其特征在于，电量确定子单元，包括：
控制子单元，用于获取预设蓄电池中存储的第一电量与太阳能转换后得到的电能的第二电量，并将第一电量与第二电量求和，得到总电量；
所述控制子单元，用于当总电量小于水质水量在线监测站的电能需求量时，获取水质水量在线监测站中水质水量在线监测设备的业务属性，并基于业务属性确定水质水量在线监测设备的权重值；
排序子单元，用于基于权重值递减的顺序对水质水量在线监测设备进行排序，并基于排序结果确定最小权重值对应的目标水质水量在线监测设备；
调整子单元，用于获取太阳能板对太阳能的转换效率，并基于转换效率确定对目标水质水量在线监测设备负荷的控制时长；
所述调整子单元，还用于基于控制时长降低目标水质水量在线监测设备的负荷，直至达到控制时长时，解除对目标水质水量在线监测设备的负荷的控制，且对目标水质水量在线监测设备进行正常供电。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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