CN207123722U - 一种中继控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种中继控制装置，至少包括：下联总线驱动收发器组、处理器及物联入网模块；所述下联总线驱动收发器组与所述处理器信号连接，实现与下联设备的通讯连接；所述处理器与所述物联入网模块信号连接，实现与上位机的通讯连接。通过下联总线驱动收发器组向下联设备发送定位指令，下联设备完成定位，解决了现有技术中工作量大和误差大的技术问题。

Description

一种中继控制装置

技术领域

本实用新型涉及清洁能源技术领域，尤其涉及一种中继控制装置。

背景技术

现有的太阳能光伏发电系统是由若干个独立的太阳能光伏发电组件(俗称太阳能光伏电池板)通过串联形成的，若干组串在汇流箱内做并联后接入逆变器。现有的太阳能“光伏组件检测装置”安装在上述的光伏组件上(光伏板背面的接线盒内或固定安装在接线盒外部)，通过内置的无线通信模块(如常见的433Mhz、2.4Ghz无线数字传输模块或ZigBee模块等)或者异步有线通信装置(如RS485、CAN总线等)，向“数据汇集节点”(安装在直流汇流箱内或逆变器端)提交数据(如光伏组件的工作电压、输出电流、温度等数据)，并由上位机管理软件从“数据汇集节点”获取每一个光伏组件的工作状态，以期达到对光伏电站的运维情况、发电产出能效进行信息化管理的目的。这样的系统不可避免地需要对“光伏组件检测装置”进行逐一定位识别(或称为定位对码)，目前的定位识别方法存在下述问题：

1.人工定位操作自动化程度低、工作量大、效率低、施工耗时长。操作方法主要包括以下几种：

1>人工抄码：纸笔抄录光伏组件安装位置的行列编号，并将其与安装在光伏组件背面的“光伏组件检测装置”设备编号逐一对应。

2>上电对码：遵照特定的物理排列规则或顺序，人工对安装在光伏组件背面的“光伏组件检测装置”逐一上电，使其向所在区域内的无线物联接入点或有线物联接入点(数据汇集节点)上报自身内部的设备编号，并由接入点遵照同样的物理安装排列顺序完成位置—编号的对应过程。

3>人工设定：通过“光伏组件检测装置”上的拨码开关或类似装置，人工输入其所在的安装位置信息，或通过人工手持的无线/有线设备与光伏组件通信，输入位置信息。

4>差异式安装：按照规定好的物理排列顺序，在特定位置选取对应编号的光伏组件进行安装。此方法虽然避免了人工对位操作，但增加了人工分拣操作，对于大规模光伏电站安装施工而言极为不便。

2.无线定位误差大、可靠性及一致性低。基本原理是：在一个区域内的不同位置(周边)固定安装若干(3个以上)无线通讯模块作为基准点，其位置是固定且已知的。该区域内的其它“光伏组件检测装置”测量基准点到自身的无线信号强度RSSI值作为计算参数，通过算法得知自身相对于基准点的位置。在实际应用时普遍存在以下问题：

1>难以解决因无线模块基准点和“光伏组件检测装置”(内含无线模块)产品自身一致性的偏差所造成的定位计算误差的问题。

2>在“光伏组件检测装置”大规模密集式安装应用时，容易出现多个定位结果重合、行列错序的问题。

3>容易因无线干扰造成定位错误甚至无法实现定位计算的问题。

4>当电站运营一个较长时期后，部分老化或故障光伏组件由新设备替换时，普遍存在“新旧混用”的情况。在同样的发射功率参数值下，旧设备发射功率衰减或线性度曲线改变，从而造成同一位置处新旧设备RSSI值的不一致，从而导致无线定位计算出错。

在进行无线定位时，当定位出错时，只能靠人工现场纠正，因而也增加了人工现场鉴别、查找对位、调整数据的工作量。

实用新型内容

本实用新型通过提供一种中继控制装置，解决了现有技术中工作量大和误差大的技术问题。

本实用新型提供了一种中继控制装置，至少包括：下联总线驱动收发器组、处理器及物联入网模块；所述下联总线驱动收发器组与所述处理器信号连接，实现与下联设备的通讯连接；所述处理器与所述物联入网模块信号连接，实现与上位机的通讯连接。

进一步地，所述下联总线驱动收发器组的第一接线端子与所述下联设备的时钟线通讯连接，所述下联总线驱动收发器组的第二接线端子与所述下联设备的数据线通讯连接，所述下联总线驱动收发器组的第三接线端子与所述下联设备的定位线通讯连接。

进一步地，还至少包括：级联总线驱动收发器；所述级联总线驱动收发器与所述处理器通讯连接，所述级联总线驱动收发器的第一接线端子与上联设备的时钟线通讯连接，所述级联总线驱动收发器的第二接线端子与所述上联设备的数据线通讯连接，所述级联总线驱动收发器的第三接线端子与所述上联设备的定位线通讯连接。

进一步地，所述下联总线驱动收发器组的第三接线端子为红外线通信模块，所述红外线通讯模块与所述下联设备的红外线通讯模块通讯连接。

进一步地，所述下联总线驱动收发器组的第三接线端子为激光通信模块，所述激光通讯模块与所述下联设备的激光通讯模块通讯连接。

进一步地，还至少包括：通讯模块；所述通讯模块与所述处理器通讯连接。

进一步地，所述通讯模块包括：RS232接口模块、RS485接口模块、TTL USART接口模块、SPI接口模块或IIC接口模块。

进一步地，还至少包括：负载均衡设备；所述物联入网模块通过所述负载均衡设备与所述上位机通讯连接。

进一步地，还至少包括：存储模块；所述存储模块与所述处理器信号连接。

进一步地，所述存储模块至少包括：输入场效应管、复位场效应管和存储电容；所述输入场效应管的漏极连接所述处理器的信号输出端，所述输入场效应管的栅极和所述复位场效应管的栅极相连，并且连接存储控制输入点；所述输入场效应管的源极和所述复位场效应管的漏极相连，并且连接所述存储电容的一端，所述存储电容的另一端接地，所述复位场效应管的源极接地。

本实用新型中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

通过下联总线驱动收发器组向下联设备发送定位指令，下联设备完成定位。一方面，无需人工抄录、操作设备的设置行列编号，也无需对光伏板的安装位置进行区分，可做到无差别乱序安装，因而免除了建设施工环节中的分拣工作，实现了自动化定位，减少了工作量和提高了工作效率。另一方面，不使用无线信道，定位不依赖于无线信号强度RSSI值，可有效解决无线定位方案因外部电磁干扰、新旧设备混用、产品一致性不良或性能衰减所导致的RSSI值偏离计算参考而造成的定位误差的问题，也可解决大规模密集安装时，相邻光伏组件因为距离太近再加上无线通信模块RSSI值分辨率不够而造成的定位计算结果重叠、行列错位等问题，缩小了定位误差，提高了定位精度。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的中继控制装置的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型实施例通过提供一种中继控制装置，解决了现有技术中工作量大和误差大的技术问题。

本实用新型实施例中的技术方案为解决上述问题，总体思路如下：

通过下联总线驱动收发器组向下联设备发送定位指令，下联设备完成定位。一方面，无需人工抄录、操作设备的设置行列编号，也无需对光伏板的安装位置进行区分，可做到无差别乱序安装，因而免除了建设施工环节中的分拣工作，实现了自动化定位，减少了工作量和提高了工作效率。另一方面，不使用无线信道，定位不依赖于无线信号强度RSSI值，可有效解决无线定位方案因外部电磁干扰、新旧设备混用、产品一致性不良或性能衰减所导致的RSSI值偏离计算参考而造成的定位误差的问题，也可解决大规模密集安装时，相邻光伏组件因为距离太近再加上无线通信模块RSSI值分辨率不够而造成的定位计算结果重叠、行列错位等问题，缩小了定位误差，提高了定位精度。

为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

参见图1，本实用新型实施例提供的中继控制装置，至少包括：下联总线驱动收发器组、处理器及物联入网模块；下联总线驱动收发器组与处理器信号连接，实现与下联设备的通讯连接；处理器与物联入网模块信号连接，实现与上位机的通讯连接。

具体地，下联总线驱动收发器组的第一接线端子(标记位C)与下联设备的时钟线通讯连接，下联总线驱动收发器组的第二接线端子(标记为D)与下联设备的数据线通讯连接，下联总线驱动收发器组的第三接线端子(标记为S)与下联设备的定位线通讯连接。

在本实施例中，可以根据实际需要下联4路、8路、12路或更多路的下联设备。

为了实现本实用新型实施例的红外通讯功能，下联总线驱动收发器组的第三接线端子为红外线通信模块，红外线通讯模块与下联设备的红外线通讯模块通讯连接。

为了实现本实用新型实施例的远距离激光通讯功能，下联总线驱动收发器组的第三接线端子为激光通信模块，激光通讯模块与下联设备的激光通讯模块通讯连接。

对本实用新型实施例的结构进行具体说明，还至少包括：通讯模块；通讯模块与处理器通讯连接，通讯模块还与数据汇集装置连接。

在本实施例中，通讯模块包括：RS232接口模块、RS485接口模块、TTL USART接口模块、SPI接口模块或IIC接口模块。

为了实现本实用新型实施例的级联，从而对本实用新型实施例的结构进行扩展，还至少包括：级联总线驱动收发器；级联总线驱动收发器与处理器通讯连接，级联总线驱动收发器的第一接线端子与上联设备的时钟线通讯连接，级联总线驱动收发器的第二接线端子与上联设备的数据线通讯连接，级联总线驱动收发器的第三接线端子与上联设备的定位线通讯连接。

为了进一步实现本实用新型实施例的红外通讯级联功能，级联总线驱动收发器组的第三接线端子为红外线通信模块，该红外线通讯模块与上联设备的红外线通讯模块通讯连接。

为了进一步实现本实用新型实施例的远距离激光通讯级联功能，级联总线驱动收发器组的第三接线端子为激光通信模块，该激光通信模块与上联设备的激光通讯模块通讯连接。

对本实用新型实施例的结构进行进一步说明，还至少包括：负载均衡设备；物联入网模块通过负载均衡设备与上位机通讯连接。

对本实用新型实施例的结构进行更进一步说明，还至少包括：存储模块；存储模块与处理器信号连接。

对存储模块的结构进行说明，存储模块至少包括：输入场效应管、复位场效应管和存储电容；输入场效应管的漏极连接处理器的信号输出端，输入场效应管的栅极和复位场效应管的栅极相连，并且连接存储控制输入点；输入场效应管的源极和复位场效应管的漏极相连，并且连接存储电容的一端，存储电容的另一端接地，复位场效应管的源极接地。

在本实施例中，物联入网模块包括：有线局域网模块、无线局域网模块、CAN总线模块、电力线载波模块、GPRS模块、3G/4G/5G无线模块、RS485模块、光传输模块或双向无线数据传输模块。

对本实用新型实施例的定位过程进行说明：

①“中继控制装置”在图中标记为S的定位线上发送逻辑“1”作为定位触发信号，然后通过“时钟线”(图中标记为C)和“数据线”(图中标记为D)发送第一个下联设备的定位地址。该定位地址可以被组串内所有下联设备接收到，而定位触发信号只能被与自身直接相连(物理距离最近)的第一个设备接收到。

在本实施例中，“定位触发信号”也可以是一个“定位命令”消息报文。

②与“中继控制装置”连接最近的第一个下联设备(也称为直接后继节点)的“定位”进线端口会形成高电平或者收到逻辑“1”。

③该下联设备在同时满足“收到定位地址”和“收到定位触发信号”的条件后，将接收到的定位地址作为自身地址，即完成了对自身的定位对码功能。然后通过“时钟线”和“数据线”发送“定位完成”消息。

④“中继控制装置”收到定位完成消息时，即可认为上次发出的地址已经成功被顺次对应的下联设备正确接收。然后在标记为S的定位线上发送逻辑“0”，并按上述方法发送第二个定位地址(上次发送的地址编号增加1)。

⑤上述已经完成定位的下联设备，即上次在“定位”进线端口收到高电平或逻辑“1”的装置，此时的“定位”进线端口由高电平变为低电平或逻辑“1”变为逻辑“0”。当发生这种变化时，该装置设置其“定位”输出端口为高电平或逻辑“1”，向下一个下联设备发出定位触发信号。

⑥后续的下联设备重复上述定位过程，逐一自动顺次向后传递，完成定位过程直到“中继控制装置”长时间未收到下联设备返回的“定位完成”消息(超过设定的时间阈值)，则认为本组串所有设备已完成定位工作，自动结束定位流程。

【技术效果】

1、本实用新型实施例采用“定位”和“数据通信”两者功能相结合的有线通信方案，即“定位线”与“数据线”相辅相成，共同配合完成自动化对位功能，还兼备数据通信功能的形式。在工作时，通过下联总线驱动收发器组向下联设备发送定位指令，下联设备完成定位。一方面，无需人工抄录、操作设备的设置行列编号，也无需对光伏板的安装位置进行区分，可做到无差别乱序安装，因而免除了建设施工环节中的分拣工作，实现了自动化定位，减少了工作量和提高了工作效率。另一方面，不使用无线信道，定位不依赖于无线信号强度RSSI值，可有效解决无线定位方案因外部电磁干扰、新旧设备混用、产品一致性不良或性能衰减所导致的RSSI值偏离计算参考而造成的定位误差的问题，也可解决大规模密集安装时，相邻光伏组件因为距离太近再加上无线通信模块RSSI值分辨率不够而造成的定位计算结果重叠、行列错位等问题，缩小了定位误差，提高了定位精度。此外，本实用新型实施例提出的六线制有线通信方式，既兼备异步串行通信距离远和同步串行通信速度快的优点，又具有快速定位的独特功能。而且，六线制数据电缆，可以使用普通6芯电话线制作，从而降低了本实用新型实施例的制作成本。

2、将下联总线驱动收发器组的第三接线端子设计为红外线通信模块，红外线通讯模块与下联设备的红外线通讯模块通讯连接，从而实现了本实用新型实施例的红外通讯功能。

3、将下联总线驱动收发器组的第三接线端子设计为激光通信模块，激光通讯模块与下联设备的激光通讯模块通讯连接，从而实现了本实用新型实施例的远距离激光通讯功能。

4、通过对级联总线驱动收发器的应用，使本实用新型实施例具备括展能力，提高了本实用新型实施例的实用性。

5、通过对负载均衡设备的应用，使本实用新型实施例具备负载均衡的能力。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种中继控制装置，其特征在于，至少包括：下联总线驱动收发器组、处理器及物联入网模块；所述下联总线驱动收发器组与所述处理器信号连接，实现与下联设备的通讯连接；所述处理器与所述物联入网模块信号连接，实现与上位机的通讯连接。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述下联总线驱动收发器组的第一接线端子与所述下联设备的时钟线通讯连接，所述下联总线驱动收发器组的第二接线端子与所述下联设备的数据线通讯连接，所述下联总线驱动收发器组的第三接线端子与所述下联设备的定位线通讯连接。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，还至少包括：级联总线驱动收发器；所述级联总线驱动收发器与所述处理器通讯连接，所述级联总线驱动收发器的第一接线端子与上联设备的时钟线通讯连接，所述级联总线驱动收发器的第二接线端子与所述上联设备的数据线通讯连接，所述级联总线驱动收发器的第三接线端子与所述上联设备的定位线通讯连接。

4.如权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述下联总线驱动收发器组的第三接线端子为红外线通信模块，所述红外线通讯模块与所述下联设备的红外线通讯模块通讯连接。

5.如权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述下联总线驱动收发器组的第三接线端子为激光通信模块，所述激光通讯模块与所述下联设备的激光通讯模块通讯连接。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还至少包括：通讯模块；所述通讯模块与所述处理器通讯连接。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述通讯模块包括：RS232接口模块、RS485接口模块、TTL USART接口模块、SPI接口模块或IIC接口模块。

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还至少包括：负载均衡设备；所述物联入网模块通过所述负载均衡设备与所述上位机通讯连接。

9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还至少包括：存储模块；所述存储模块与所述处理器信号连接。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述存储模块至少包括：输入场效应管、复位场效应管和存储电容；所述输入场效应管的漏极连接所述处理器的信号输出端，所述输入场效应管的栅极和所述复位场效应管的栅极相连，并且连接存储控制输入点；所述输入场效应管的源极和所述复位场效应管的漏极相连，并且连接所述存储电容的一端，所述存储电容的另一端接地，所述复位场效应管的源极接地。