CN205003540U - 一种智能光伏数据采集器 - Google Patents

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田茂
潘永才
刘文超
周艳玲
章天金
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Abstract

本实用型新公开了一种智能光伏数据采集器，包括MCU模块、隔离I/O模块、按键输入模块、拨码开关输入模块、LED显示模块、SD卡存储模块、485总线模块、GPRS模块、WIFI模块、以太网模块和液晶显示模块。本实用新型通过上电自动检测受控设备的类型、数量和自动协议匹配，获取不同类型的在线光伏设备基础数据，通过GPRS、WIFI或以太网定时将数据传输到远程服务器，并将采集数据存储到本地SD卡中备份。通过本实用新型的人机交互界面可显示和设置系统参数，及实时查询当前受控设备的状态和采集的光伏数据。

Description

一种智能光伏数据采集器
技术领域
本实用新型属于光伏监控装置技术领域，是一种光伏电参量和环境数据采集、显示、存储和传输的通讯设备。
背景技术
随着太阳能光伏发电技术的发展，分布式光伏发电系统因为其诸多优点越来越受到重视。分布式光伏发电系统布局分散因地制宜充分利用太阳能，其生产的电能就近利用无电力升压和长途传输的损耗。同时，分布式光伏发电设备安装门槛较低，可灵活配置。但是，设备的布局分散给光伏发电的监控带来挑战。在光伏信息化监控系统中，基础电参量数据和环境数据的采集是一个十分重要的环节，灵活可靠的数据监控采集设备就显得尤为重要。
目前，光伏信息化平台中的数据采集方式是PC机通过RS485总线伺服器将数据通过网络中转回数据中心。该种设备为一种协议转换器，只能中转命令和数据无法处理监控数据。其对不同种类的逆变器的支持依靠于数据中心服务器的处理，给服务器的数据处理和计算带来巨大压力。同时，该种设备无法存储、显示数据，接入配置复杂，网络传输方式单一，数据丢包可能性大，传输正确率无法保证，铺设通信线缆成本高，出现故障无法报警等。
有鉴于此，有必要提供一种智能光伏数据采集器，以解决上述问题。
发明内容
本实用新型的目的是：为了解决现有技术存在的上述缺点，从而提供一种对光伏系统中的受控设备进行监测和控制的采集器，通过485总线与光伏逆变器和电参量测量设备连接，定时采集光伏逆变器数据和环境数据，支持多种主流逆变器传输协议。本实用新型支持以太网、WIFI和GPRS三种通信方式将采集到数据传输到数据中心，可在不同接入条件下灵活接入，即使与数据中心发生通信异常也可本地备份关键数据，待通信恢复完成数据传输。同时，本实用新型支持光伏数据的显示及故障报警功能。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种智能光伏数据采集器，由MCU模块、隔离I/O模块、按键模块、拨码开关模块、LED显示模块、SD卡存储模块、485总线模块、GPRS模块、WIFI模块、以太网模块和液晶显示模块组成，其特征在于，MCU模块含有通用I/O,串行总线、SPI总线和FSMC接口；所述隔离I/O模块、按键模块、拨码开关模块和LED显示模块与MCU模块的通用I/O连接；所述485总线模块、GPRS模块和WIFI模块与MCU模块的串行总线连接；所述SD卡存储模块和以太网模块与MCU模块的SPI总线连接；所述液晶显示模块与MCU模块的FSMC接口连接。
如上所述的智能光伏数据采集器，其特征在于，所述485总线模块含有两路485接口，一路作为主485总线，另一路配置为主485总线或从485总线。
如上所述的智能光伏数据采集器，其特征在于，所述GPRS模块、WIFI模块和以太网模块作为通信链路将采集的数据传输到数据中心。
如上所述的智能光伏数据采集器，其特征在于，所述按键模块和液晶显示模块为人机交互界面。
如上所述的智能光伏数据采集器，其特征在于，所述隔离I/O模块用于与外部设备受控输入设备连接。
如上所述的智能光伏数据采集器，其特征在于，所述MCU模块为STM32F207VE和外围电路组成。
如上所述的智能光伏数据采集器，其特征在于，所述GPRS模块为SIM900a。
如上所述的智能光伏数据采集器，其特征在于，所述以太网模块为ENC28J60和外围电路组成。
如上所述的智能光伏数据采集器，其特征在于，所述WIFI模块为ESP8266和外围电路组成。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的光伏数据采集器具有以下优点：
1)本实用新型的光伏数据采集器采用统一的协议接口，不会因为新设备的接入带来信息化软件系统的修改和大量配置；数据采集命令由本实用新型的光伏数据采集器发起，服务器只按时接受处理好的数据，服务器数据处理压力小。
2)本实用新型的光伏数据采集器兼容多种主流的逆变器的通信协议，可同时控制不同种类的多台逆变器设备，支持设备协议的自动识别，自动在线受控设备检查和识别，识别在线设备的类型、地址和数量，可灵活接入和删除受控设备，安装配置简单。
3)本实用新型的光伏数据采集器包含友好的人机交互界面，可现实电参量数据和设备信息，同时可以方便的修改配置参数。
4)本实用新型的光伏数据采集器包含多种网络接入方式，可根据网络接入条件灵活选择，保证数据能够通过多种途径传输到服务器。本实用新型的光伏数据采集器还有本地存储功能，在网络不通的情况下也可备份数据以待网络恢复后传输或查询。
5)本实用新型的光伏数据采集器具有硬件相关的信息作为全局系统的唯一编号，便于系统识别；回传数据由硬件加密算法加密，数据在传输过程中更安全。
6)本实用新型的光伏数据采集器有报警指示灯，自动识别设备故障，在现场即可及时反馈警告信息。
附图说明
图1是本实用新型光伏数据采集器的原理结构示意图。
图2是本实用新型光伏数据采集器的一种典型应用示意图。
具体实施方式
为了更好地理解本实用新型，下面结合实施例进一步阐明本实用新型的内容，但本实用新型的内容不仅仅局限于下面的实施例。本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样在本申请所列权利要求书限定范围之内。
参见图1，为本实用新型光伏数据采集器的原理结构示意图，由MCU模块、隔离I/O模块、按键模块、拨码开关模块、LED显示模块、SD卡存储模块、485总线模块、GPRS模块、WIFI模块、以太网模块和液晶显示模块组成。
所述MCU模块由MCU和外围电路组成；所述隔离I/O模块与MCU的I/O相连；所述按键模块与MCU的I/O相连；所述LED模块与MCU的I/O相连；所述拨码开关模块与MCU的I/O相连；所述SD卡存储模块与MUC的SPI总线相连；所述以太网模块与MUC的SPI总线相连；所述485总线模块与MCU的串口相连；所述GPRS模块与MCU的串口相连；所述WIFI模块与MCU的串口相连；所述液晶显示模块与MCU的FSMC接口相连。
所述485总线模块含有两路485接口，一路作为主485总线，另一路可配置为主485总线或从485总线。主485总线对其挂接的逆变器设备和电参量测量设备采用Modbus协议通信，获取光伏数据和环境数据。
所述GPRS模块、WIFI模块和以太网模块可作为通信链路将采集的数据传输到数据中心。可配置GPRS模块、WIFI模块和以太网模块的任意一种均与数据中心的进行TCP/IP连接。
所述SD卡存储模块用于数据的安全备份，定时存储逆变器和环境数据。
所述按键模块和液晶显示模块为人机交互界面，按键模块用于界面输入，液晶显示模块用于界面输出。交互功能包括显示单机或轮询显示逆变器数据和工作状态；显示光伏数据累计信息；显示和设置系统时间；显示和设置网络参数；显示和设置采集器通信参数；显示和设置界面参数等。
本实用型新的光伏数据采集器的一种典型应用参看图2，通过RS485总线实现对受控设备的数据采集；采集数据通过GPRS、WIFI或以太网与远程主机建立TCP连接将数据传输到远程服务器。在安装使用过程中，需先连接好RS485总线以便数据采集器可以正常获取数据。然后，根据远程通信方式，选择GPRS、WIFI或以太网连接，并安装SIM卡、连接无线网络或连接有线网络。最后，在数据采集器中通过人机交互界面配置远程服务器的IP地址和端口号，即可完成安装配置工作，实现数据的远程自动传送。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (9)

1.一种智能光伏数据采集器，由MCU模块、隔离I/O模块、按键模块、拨码开关模块、LED显示模块、SD卡存储模块、485总线模块、GPRS模块、WIFI模块、以太网模块和液晶显示模块组成，其特征在于，MCU模块含有通用I/O,串行总线、SPI总线和FSMC接口；所述隔离I/O模块、按键模块、拨码开关模块和LED显示模块与MCU模块的通用I/O连接；所述485总线模块、GPRS模块和WIFI模块与MCU模块的串行总线连接；所述SD卡存储模块和以太网模块与MCU模块的SPI总线连接；所述液晶显示模块与MCU模块的FSMC接口连接。
2.根据权利要求1所述的智能光伏数据采集器，其特征在于，所述485总线模块含有两路485接口，一路作为主485总线，另一路配置为主485总线或从485总线。
3.根据权利要求1所述的智能光伏数据采集器，其特征在于，所述GPRS模块、WIFI模块和以太网模块作为通信链路将采集的数据传输到数据中心。
4.根据权利要求1所述的智能光伏数据采集器，其特征在于，所述按键模块和液晶显示模块为人机交互界面。
5.根据权利要求1所述的智能光伏数据采集器，其特征在于，所述隔离I/O模块用于与外部设备受控输入设备连接。
6.根据权利要求1所述的智能光伏数据采集器，其特征在于，所述MCU模块为STM32F207VE和外围电路组成。
7.根据权利要求1或3所述的智能光伏数据采集器，其特征在于，所述GPRS模块为SIM900a。
8.根据权利要求1或3所述的智能光伏数据采集器，其特征在于，所述以太网模块为ENC28J60和外围电路组成。
9.根据权利要求1或3所述的智能光伏数据采集器，其特征在于，所述WIFI模块为ESP8266和外围电路组成。
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