CN204287948U - 多组太阳能电池测试监控系统 - Google Patents

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毛翌春
朱炬
朱文星
王传才
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Abstract

本实用新型给出了一种多组太阳能电池测试监控系统，包括：测试模块，用于测试太阳能电池的属性指标，且可以接收主控制模块的指令；传输模块，用于将多组测试模块的测试结果数据传输至主控制模块；主控制模块，用于控制测试模块的工作，并处理测试模块得到的测试结果数据；传输模块又包括识别模块和通信模块。传输模块的识别模块不断检测是否有主控制模块向测试模块发送消息，主控制模块可向测试模块发送消息请求，每个测试模块都有自己的物理地址编号，通过通信模块的Modbus/TCP协议数据帧指令可以实现主控制模块和测试模块之间的设备参数和实时数据的交换，并将设备参数和实时数据通过显示模块显示，从而实现对太阳能电池组件的远程测试结果的实时监测。

Description

多组太阳能电池测试监控系统
技术领域
本实用新型涉及一种太阳能电池测试的系统，特别是一种多组太阳能电池测试监控系统。
背景技术
随着太阳能电池的广泛使用，无论在研究领域还是应用领域，对太阳能电池组件工作性能和工作效率的实时连续测量和监控，成为电池组件研究和应用的重要手段，也是使用者最为迫切的需求。
目前的太阳能电池测试技术都是基于独立的测试设备对电池组件进行伏安特性曲线或者发电量等性能指标的测试，由测试者操作测试设备在本地进行太阳能电池的伏安特性曲线等指标的测试；但是由于太阳能电池组件通常工作于室外，外部环境多变，而且太阳能电池组件测试设备是基于本地的测试控制通信协议，对电池组件的测试监控以及数据记录的存储等都是在测试设备本机内完成，这使得其较难适应长期连续的实时监控要求，同时一台独立的太阳能电池测试设备只能连接测试一组太阳能电池组件，无法同时监测多组太阳能电池组件。
Modbus通信协议是Modicon PLC所制定的资料交换通信接口标准，是一种应用于工业控制领域中自控设备之间进行通信的协议；Modbus/TCP通信协议是基于Ethernet网络的架构，运行在TCP/IP上的Modbus报文传输协议，它覆盖了使用TCP/IP协议的“Intranet”和“Internet”环境中Modbus报义的用途，是广泛应用于自动控制系统的主流通信协议；但是在太阳能电池测试领域的控制系统中尚没有使用此通信协议的技术。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种多组太阳能电池测试监控系统，该系统可以控制和监控多组太阳能电池组件测试设备。
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种多组太阳能电池测试监控系统，包括：
测试模块，用于测试太阳能电池的属性指标，且可以接收主控制模块的指令，测试模块具有唯一的物理地址；
传输模块，用于将多组测试模块的测试结果数据传输至主控制模块；
主控制模块，用于控制测试模块的工作，并处理测试模块得到的测试结果数据；
显示模块，用于显示经过运算模块处理后的多组测试模块测试实时数据和设备参数；
其中，传输模块又包括：
识别模块，分别对应测试模块的物理地址检测是否有主控制模块发送的指令；
通信模块，通过Modbus/TCP协议的数据帧指令实现显示模块和测试模块之间的设备参数和实时数据的交换。
采用这样的结构后，传输模块的识别模块不断检测是否有主控制模块向测试模块发送消息，主控制模块可向测试模块发送消息请求，每个测试模块都有自己的物理地址编号，识别配对完成后，通过通信模块的Modbus/TCP协议数据帧指令可以实现主控制模块和测试模块之间的设备参数和实时数据的交换，并将设备参数和实时数据通过显示模块显示，从而实现对太阳能电池组件的远程测试结果的实时监测。
多个测试模块通过设置不同的物理地址可以同时通过Modbus/TCP协议与一个主控制模块进行连接通信，从而可以实现对多台太阳能电池组件的组网测试。
作为本实用新型的优选，测试模块为支持Modbus/TCP协议的太阳能电池伏安特性测试设备或者为支持Modbus/TCP协议的太阳能电池发电量测试设备。
附图说明
图1为本系统实施例的支持Modbus/TCP协议的太阳能电池测试技术的组网应用示意图。
图2为本系统实施例的Modbus/TCP数据帧格式示意图。
图3为本系统实施例的软件架构示意图。
具体实施方式
如图1所示
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
将支持Modbus/TCP协议的太阳能电池伏安特性测试设备作为测试模块(Modbus SLAVE设备)，每个太阳能电池伏安特性测试设备都有自己的物理地址编号，并且太阳能电池伏安特性测试设备不断检测是否有主设备发送消息。
利用PC设备连接太阳能电池伏安特性测试设备充当本多组太阳能电池测试监控系统的传输模块、主控制模块(Modbus MASTER设备)和显示模块(显示屏)，利用传输模块的识别模块使主控制模块可向太阳能电池伏安特性测试设备发送消息请求，再利用传输模块的通信模块通过Modbus/TCP协议的数据帧指令可以实现主控制模块和太阳能电池伏安特性测试设备之间的设备参数和实时数据的交换，并将太阳能电池伏安特性测试设备测得太阳能电池的设备参数和实时数据通过显示模块显示，从而实现对太阳能电池组件的远程测试结果的实时监测。
多个太阳能电池伏安特性测试设备通过不同的物理地址，可以使主控制模块和不同的太阳能电池伏安特性测试设备进行连接通信，从而可以实现对多台太阳能电池组件的组网测试的监测。
本实用新型所要解决的是利用Modbus/TCP的通信协议，通过Ethernet网络实现对太阳能电池组件进行测试和数据信息的通信，以实现对太阳能电池组件的远程实时测试和监控；同时利用此通信协议实现Modbus/TCP Master设备和Modbus/TCP Slave设备之间的组网，从而实现对多组太阳能电池组件进行组网测试。
测试模块还可以是支持Modbus/TCP协议的太阳能电池发电量测试设备或其他支持Modbus/TCP协议的太阳能电池测试设备。
另外；
软件系统的实现可以采用客户机/服务器的网络通信架构，利用Windowssocket建立TCP/IP连接，远程PC端设备作为客户端，太阳能电池伏安特性测试设备作为服务端，太阳能电池测试设备处于服务状态时，远程PC端设备随时随地可以进行连接监测，利用Windows socket建立TCP/IP连接的步骤是：
服务器端(太阳能电池测试设备)：(1)创建套接字；(2)将套接字绑定到设定的本地地址和端口上；(3)等待客户端请求连接；(4)建立连接后，循环等待客户端的请求并响应请求；(5)关闭套接字。
客户端(远程PC设备)：(1)创建套接字；(2)向服务器发送连接请求；(3)和服务器端进行通信；(4)关闭套接字。
为了满足不同太阳能组件的各种测试需求，本实用新型设计了符合Modbus/TCP协议的综合测试协议流指令，利用一组ADU的解析实现对不同太阳能组件的各种测试需求；以下是综合测试协议流指令的说明：
起始字节 设备号 功能代码 数据区
6Bytes 8Bits 8Bits N*8Bits
起始字节：6个字节长度，Byte0-Byte1为命令编码；Byte2-Byte3为协议识别号；Byte4-Byte5描述包内后续字节数，包含设备号、功能代码与数据区。
设备号：用于区分网络中的不同设备。
功能代码：用于区分不同的命令，这里将测试指令定义为0x43。
数据区：定义了综合测试协议流中的各项参数。
测试类型：1个字节，用于设定普通分辨率测试和高分辨率测试。
拟合处理：1个字节，用于设定是否需要对原始测试数据进行拟合处理。
修正模式：1个字节，用于设定太阳能电池辐照度和温度的修正模式。
数据模式：1个字节，0表示发起测试。
组件参数：n个字节，用于设定测试时需要的参考组件的各项参数。
上述综合测试协议流指令中定义了太阳能组件测试中所需要的各种参数设置，通过解析这个功能代码中的协议，可以实现对太阳能组件的不同测试需求。
本实用新型的有益效果是，提供了支持Modbus/TCP协议的太阳能电池组件测试技术的系统，利用此技术可以实现对太阳能电池组件的远程实时监控以及组网检测等功能，同时通过综合测试协议流指令可以实现在一个ADU中解析完成对太阳能组件的不同测试需求。
以上所述的仅是本实用新型的一种实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干变型和改进，这些也应视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (2)

1.一种多组太阳能电池测试监控系统，其特征包括：
测试模块，用于测试太阳能电池的属性指标，且可以接收主控制模块的指令，测试模块具有唯一的物理地址；
传输模块，用于将多组测试模块的测试结果数据传输至主控制模块；
主控制模块，用于控制测试模块的工作，并处理测试模块得到的测试结果数据；
显示模块，用于显示经过运算模块处理后的多组测试模块测试实时数据和设备参数；
其中，传输模块又包括：
识别模块，分别对应测试模块的物理地址检测是否有主控制模块发送的指令；
通信模块，通过Modbus/TCP协议的数据帧指令实现显示模块和测试模块之间的设备参数和实时数据的交换。
2.根据权利要求1所述的多组太阳能电池测试监控系统，其特征是：
所述的测试模块为支持Modbus/TCP协议的太阳能电池伏安特性测试设备或者为支持Modbus/TCP协议的太阳能电池发电量测试设备。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104460638A (zh) * 2014-12-25 2015-03-25 中国电子科技集团公司第四十一研究所 多组太阳能电池测试监控系统
CN105305960A (zh) * 2015-12-02 2016-02-03 蚌埠电子信息产业技术研究院 一种光伏系统的串并联失配损失率测试装置及其测试方法
CN113049983A (zh) * 2021-03-12 2021-06-29 广西电网有限责任公司电力科学研究院 一种避雷器泄漏电流非接触式无线监测系统

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