CN204256511U - 一种基于wifi网络和3g网络的光伏电池数据采集装置 - Google Patents

一种基于wifi网络和3g网络的光伏电池数据采集装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型提供了一种基于WIFI网络和3G网络的光伏电池数据采集装置，包括连接光伏组件的数据采集器、连接数据采集器的数据转发器、以及与所述数据转发器连接的监控中心；所述数据采集器内设有电压传感器、电流传感器、温度传感器、控制器以及与控制器连接的传输模块；所述数据转发器内设有与所述传输模块连接的接收模块、连接接收模块的控制装置以及与所述控制装置连接的上网装置。本实用新型具有良好的可扩展性，可随着光伏组件数量的增多，适应性增加数据采集器，灵活性和便捷性更好，且通过网络传输相关的数据，适合远距离输出。

Description

一种基于WIFI网络和3G网络的光伏电池数据采集装置
【技术领域】
本实用新型涉及光伏发电领域，尤其涉及一种基于WIFI网络和3G网络的光伏电池数据采集装置。
【背景技术】
现有技术中，以光伏发电为基础的电网系统在工作的过程中，需要采集系统中每个设备的信息进行整体收集分析，由于以光伏发电为基础的电网系统中使用的设备种类多，占地广，且经常位于偏远地区，现有的设备往往不能解决这个问题，使光伏发电为基础的电网系统不能够得到准确、实时的信息，而且现有的设备可扩展性较差。由于光伏组件数据的采集对于光伏组件特性研究具有重要意义，而现有的采集装置存在的缺陷使得其对于大规模光伏电池的采集工作带来一定的局限性，而且现有的光伏组件数据采集装置大多数为短距离数据采集。
【实用新型内容】
本实用新型所解决的技术问题在于提供一种基于WIFI网络和3G网络的光伏电池数据采集装置，其结构简单、连接方便，能改善现有技术中存在的问题。
为解决上述技术问题，本实用新型公开一种基于WIFI网络和3G网络的光伏电池数据采集装置，包括连接光伏组件的数据采集器、连接数据采集器的数据转发器、以及与所述数据转发器连接的监控中心；所述数据采集器内设有电压传感器、电流传感器、温度传感器、控制器以及与控制器连接的传输模块；所述数据转发器内设有与所述传输模块连接的接收模块、连接接收模块的控制装置以及与所述控制装置连接的上网装置。
作为本技术方案的进一步改进，所述控制器与传输模块之间通过串行通信接口SCI连接，所述电压传感器、电流传感器通过数模转换端口与所述控制器连接；所述控制装置与所述上网装置之间也是通过串行通信接口SCI连接。
作为本技术方案的进一步改进，所述传输模块为STA模式的WIFI模块，所述接收模块为AP模式的WIFI模块。
作为本技术方案的进一步改进，所述上网装置为无线上网卡；所述监控中心包括与所述数据转发器通信连接的服务器以及连接所述服务器的数据库。
本实用新型具有良好的可扩展性，可随着光伏组件数量的增多，适应性增加数据采集器，灵活性和便捷性更好，且通过网络传输相关的数据，适合远距离输出。
【附图说明】
图1为本实用新型所述的光伏组件数据采集装置的结构示意图。
图2为本实用新型所述的光伏组件数据采集装置所采用的协议格式示意图。
【具体实施方式】
请参阅图1所示，本实用新型提供一种基于WIFI网络和3G网络的光伏电池数据采集装置，包括采集光伏组件参数的数据采集器、连接数据采集器的数据转发器、以及与所述数据转发器连接的监控中心。
所述数据采集器内设有电压传感器、电流传感器、温度传感器、连接前述传感器的控制器以及与控制器连接的传输模块。所述电压传感器、电流传感器及温度传感器均与光伏组件相连，分别用于获取光伏组件的电压参数、电流参数以及温度参数，并将所述参数发送至控制器，由控制器通过所述传输模块将参数数据发送至数据转发器。在本实用新型较佳实施方式中，所述传输模块为无线网络传输模块，优选为WIFI模块，且设置为STA(Station，站点)模式。
所述数据转发器内设有与所述数据采集器的传输模块连接的接收模块、连接接收模块的控制装置以及与所述控制装置连接的上网装置。所述接收模块用于接收来自数据采集器发来的各个参数(电压、电流及温度)，最终由控制装置控制所述上网装置将这些参数发送至远程的监控中心，实现远程控制连接，在较佳实施例中，所述接收模块为无线网络传输模块，优选为WIFI模块，且设置为AP(Access Point，接入点)模式，由此可以与所述数据采集器内的STA模式的WIFI模块取得无线连接，实现两者间的数据传输。所述上网装置用于接入互联网内，并将数据转发器收到的各个参数数据通过互联网传输至远程的监控中心内，所述上网装置优选为无线上网卡(如3G上网卡)或者有线网络(如通过RJ45接口接入互联网)。
所述监控中心内设服务器及连接服务器的数据库，所述服务器用于与所述数据转发器连接，以获取所述数据转发器发送来的数据，所述数据库用于存储所述服务器收到的数据。当然，所述监控中心还可设置有显示屏、数据分析器，分别用于展示各类电性参数，并对电性参数进行分析。
值得一提的是，所述控制器与传输模块之间通过SCI(Serial CommunicationInterface，串行通信接口)接口连接，所述电压传感器、电流传感器和所述控制器之间通过数模转换端口连接，所述温度传感器与所述控制器之间通过通用I/O端口连接。所述控制装置与所述上网装置之间也是通过SCI接口连接。
以下以数据采集器1为例，结合具体的应用实例进行详细说明。
所述传输模块内的WIFI模块工作在STA模式，电压传感器和电流传感器输出引脚和控制器1数模转换端口(AD端口)相连接，温度传感器输出引脚和控制器通用I/O端口相连接，所述WIFI模块的SCI接口与控制器1的SCI0接口相连接，本实施例中电压传感器输出引脚与控制器1的PAD00引脚相连，电流传感器输出引脚与控制器1的PAD01引脚相连，温度传感器信号引脚与控制器1的PA1端口相连接。所述传输模块内的WIFI模块及控制器1均具有至少两个SCI接口，且两个WIFI模块的SCI接口中TXD(Transmit(tx)Data，发送数据)、RXD(Receive(rx)Data，接收数据)分别与控制器1的SCI0接口中RXD、TXD引脚相连接。
所述数据转发器内的WIFI模块工作在AP模式，3G上网卡具有SCI接口，该SCI接口中TXD、RXD端口分别与控制装置的SCI1接口中RXD、TXD相连接；本实施例中电压传感器采用闭环霍尔电压传感器，电流传感器采用闭环霍尔电流传感器，温度传感器采用数字式温度传感器，控制器1和控制装置均采用Freescale公司的十六位单片机，所述传输模块内的WIFI模块(STA模式)和所述接收模块内的WIFI模块(AP模式)均采用工业级产品；所述数据库用SQL server语言编写。
参图2为本实用新型光伏组件数据采集装置所采用的协议格式，以下结合具体的应用实例，进一步说明所述协议格式。
在传输数据时，每七个字节数据为一帧数据，其中第一个字节的高4位为数据帧头，低4为位代表此帧数据包含的字节个数，字节1、3、5高4位代表数据采集器号，低4为代表此数据代表的物理量，字节2、4、6代表对应物理量的AD值，本实施例中帧头数据为二进制数11110110，即第一字节高四位为1111，低4位为0110，代表此帧数据中包含6个字节被测量信息，本实施例中字节1、3、5高4位为0001，代表数据来自于1号数据采集器，低4位中0001代表电压，0010代表电流，0011代表温度。
所述数据转发器可同时连接过个数据采集器，而所述数据采集器的数量，可根据被采集的光伏组件的数量来确定，运行时，每间隔T1时刻，数据采集器就通过传输模块(如WIFI模块)向数据转发器发送一帧数据，数据转发器通过控制装置进行数据处理后，通过上网装置(如3G上网卡)将数据送到指定的服务器上，服务器将数据保存在数据库中，其中，所述每帧数据包含帧头和数据串，一共7个字节，每个字节的含义在上位机中解析。
综上所述，本实用新型具有良好的可扩展性，可随着光伏组件数量的增多，适应性增加数据采集器，灵活性和便捷性更好，且通过网络传输相关的数据，适合远距离输出，尤其适用于光伏发电站的应用环境。
以上所述，仅是本实用新型的最佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，利用上述揭示的方法内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，均属于权利要求书保护的范围。

Claims (4)

1.一种基于WIFI网络和3G网络的光伏电池数据采集装置，其特征在于：包括连接光伏组件的数据采集器、连接数据采集器的数据转发器、以及与所述数据转发器连接的监控中心；所述数据采集器内设有电压传感器、电流传感器、温度传感器、控制器以及与控制器连接的传输模块；所述数据转发器内设有与所述传输模块连接的接收模块、连接接收模块的控制装置以及与所述控制装置连接的上网装置。
2.根据权利要求1所述的基于WIFI网络和3G网络的光伏电池数据采集装置，其特征在于：所述控制器与传输模块之间通过串行通信接口SCI连接，所述电压传感器、电流传感器通过数模转换端口与所述控制器连接；所述控制装置与所述上网装置之间也是通过串行通信接口SCI连接。
3.根据权利要求2所述的基于WIFI网络和3G网络的光伏电池数据采集装置，其特征在于：所述传输模块为STA模式的WIFI模块，所述接收模块为AP模式的WIFI模块。
4.根据权利要求3所述的基于WIFI网络和3G网络的光伏电池数据采集装置，其特征在于：所述上网装置为无线上网卡；所述监控中心包括与所述数据转发器通信连接的服务器以及连接所述服务器的数据库。
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