CN208044844U - 一种智能光伏数据采集终端 - Google Patents
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Abstract
本实用新型为一种智能光伏数据采集终端，由主控模块、状态指示模块、电源模块、无线模块等组成，主控模块是整个装置的核心，需要单片机C语言程序的驱动，来控制整个装置稳定有效的运行。无线模块分为2G无线模块/4G无线模块/NB‑IOT无线模块，可以分别完成2G通信/4G通信/NB‑IOT通信功能。智能光伏数据采集终端具有485通讯接口/232通信接口，可以与485设备或232设备进行前端通信。此智能光伏技术采集终端可以应用于分布式或户用光伏电站系统当中，通过332/485通信方式采集电站状态数据，将323/485数据转换为无线网络数据，并将数据传输至服务器后台，实现对光伏发电系统数据状态的监控功能。
Description
技术领域
本实用新型涉及数据采集领域，特别涉及一种智能光伏数据采集终端。
背景技术
近年来，随着国家政策的推动和光伏发电系统设备成本的大幅度降低，国内光伏发电市场及物联网市场发展极其迅猛，产品的质量和数量都有了大幅度的提升，相当一部分优势企业已经开始问鼎国际市场并取得了不俗的业绩。由于当前逆变器市场厂家众多，通讯规约种类纷杂。数据采集方式大多为直接使用自带的数据采集器进行数据采集并直接上传至逆变器厂家自有服务器，对于大规模电站用户来说，面临着数据安全和数据读取受限的困扰，而且逆变器厂家的数据服务相对于大规模用户自建服务器和监控系统，成本更高。现有的数据采集器无定位功能，如出现故障，不能及时定位到电站中的故障逆变器，无论是业主还是施工方或逆变器厂家，售后运维是很大的一个困扰。而对于户用光伏市场当中的用户，由于这部分用户专业水平不足，针对户用光伏小型发电系统中的故障，这部分用户更是无法分辨和解决。而这部分用户电站规模小，地点十分分散。当前光伏数据采集器市场中2G产品成本低但信号不稳定，信号传输速度慢。4G产品信号稳定传输速度快但成本较高。产品主要应用于室外环境中，风吹日晒，打雷下雨，对于环境的温湿度和防雷的要求较高。
发明内容
为了解决上述技术问题，本实用新型涉及一种智能光伏数据采集终端，其技术方案为：
包括主控模块、状态指示模块、电源模块、无线模块、电平转换模块、温度保护模块、防雷及静电保护模块和Flash存储模块，所述主控模块用于控制状态指示模块、电源模块、无线模块、电平转换模块、温度保护模块、防雷及静电保护模块和Flash存储模块，是整个装置的核心，需要单片机C语言程序驱动；
所述状态指示模块，用于指示当前供电状态、无线网络连接状态和无线模块工作状态；
所述电源模块，用于输出稳定的电源，分别给单片机及外围和无线芯片供电，保证产品的稳定运行；
所述无线模块包含2G无线通信、4G无线通信和NB-IOT通信模式功能，将串口信号转换为无线信号，然后通过天线发送出去，并将数据传至后台服务器，进行光伏发电系统状态实时跟踪和报警功能；
所述电平转换模块，将有线485/232信号转换为单片机可识别的TTL电平信号，单片机对数据信号进行处理，通过串口与无线模块进行串口通信；
所述温度保护模块，内部设有温度传感器，温度传感器与单片机引脚相连，当单片机检测到产品内部温度过高时，单片机自动进入待机状态，不再进行数据处理，当终端内部温度超过55℃，单片机检测到高温值，将过温度报警信号发送至服务器后台；
所述防雷及静电保护模块，用于防止终端在户外免受雷击伤害，以及安装人员身体携带高压静电时对SIM卡的伤害，提高产品的稳定性；
所述Flash存储模块，Flash存储芯片通过SPI总线与单片机进行连接，进行相关数据的存储和通信功能。
进一步地，该智能光伏数据采集终端具有485通讯接口/232通信接口，可以与485设备或232设备进行前端通信。
进一步地，服务器后台通过公网IP或域名获取无线网络信号，将数据进行处理后在前端显示。
本实用新型的有益效果为：本实用新型为一种智能光伏数据采集终端，由主控模块、状态指示模块、电源模块、无线模块、电平转换模块、Flash存储模块、温度保护模块、防雷及静电保护模块等部分组成，其中，主控模块是整个装置的核心，需要单片机C语言程序的驱动，来控制整个装置稳定有效的运行。无线模块分为2G无线模块/4G无线模块/NB-IOT无线模块，可以分别完成2G通信/4G通信/NB-IOT通信功能。智能光伏数据采集终端具有485通讯接口/232通信接口，可以与485设备或232设备进行前端通信。此智能光伏技术采集终端可以应用于分布式或户用光伏电站系统当中，通过332/485通信方式采集电站状态数据，将323/485数据转换为无线网络数据，并将数据传输至服务器后台，实现对光伏发电系统数据状态的监控功能。
附图说明
图1为本实用新型系统图；
图2为本实用新型框架图。
具体实施方式
如图所示，本实用新型为一种智能光伏数据采集终端，输入信号为485/232信号，装置通过高精度电平转换芯片，将有线485/232信号转换为无线信号，无线信号包含2G无线通信、4G无线通信、NB-IOT通信模式功能，并将数据传至后台服务器，能够有效适应各种不同场合、不同环境和低成本的需求，进行光伏发电系统状态实时跟踪和报警功能。可自动匹配多种规格型号逆变器及物联网底层设备，自适应通讯协议，增加温度保护、防雷及静电保护功能。上电工作状态下，可通过后台对产品所在位置进行产品定位，带语音通话功能，无需外部供电，可直接使用逆变器4-18V直流电或光伏组件供电，高压直流供电范围200-100V。具备采集光伏发电系统中的数据，将有线485/232信号转换为2G/4G/NB-IOT等多种频段无线网络信号，并传至服务器后台进行监控。
该实用新型包括主控模块、状态指示模块、电源模块、无线模块、电平转换模块、Flash存储模块、温度保护模块、防雷及静电保护模块等部分组成，电平转换模块将有线485/232信号转换为单片机可识别的TTL电平信号，单片机对数据信号进行处理，通过串口与无线模块进行串口通信，无线模块将数据转换为无线网络信号后通过天线发送出去。服务器后台通过公网IP或域名获取无线网络信号，将数据进行处理后在前端显示。为匹配多种型号规格逆变器或物联网设备，单片机内存入多种通信规约头文件，逆变器或物联网设备物理连接无问题，单片机即进行尝试握手操作。直至握手成功。本产品创新性的融入了NB-IOT技术，与2G/4G相比，成本更加有优势，数据传输更加稳定。针对室外环境，通过温度保护、静电保护、防雷保护多重保护功能，保障产品稳定运行。产品通过GPS定位，可以精准定位产品的安装地点，售后运维人员可依据定位进行故障所在地的准确查找并排除故障。此外，户用光伏用户还可依据语音通话功能，直接拨号至售后运维平台，运维人员可依据来电确定故障点，进行故障排查，并解决故障问题，该功能极大简化了售后流程，降低售后成本。
下面结合附图对本实用新型的实施方式做进一步描述，应当理解此处所描述的实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型的限制。
如图2所示，主控芯片MCU采用32位型号为“STM32F103RCT6”的ARM处理器，64引脚，多路可服用IO口。具有2个串口，含SPI总线功能，可直接进行Flash存储。无线模块采用SIMCOM公司的无线模块产品2G/4G/NB-IOT型号。
外部485/232信号通过485/232电平转换芯片将外部信号转换为MCU可识别的TTL电平，通过串口2与MCU进行通信，数据信号在MCU内部进行处理打包，通过MCU的串口1与无线模块的串口通过AT指令进行串口通信。无线模块的功能是将串口信号转换为无线信号，然后通过天线发送出去。
MCU运行状态指示通过发光LED与MCU引脚相接，由MCU的引脚控制,若MCU发生死机，电源不同等情况，该LED不亮。无线模块的网络状态指示和工作状态指示由无线模块直接控制，当网络不通，或无线模块工作异常，LED闪烁，正常工作，LED常亮。
SIM卡座引脚直接与无线模块相连，卡座可根据不同需求放置2GSIM卡，4GSIM卡或NB-IOT卡。卡座与静电保护电路相连接，防护SIM受到静电损害。
温度传感器与单片机引脚，当单片机检测到产品内部温度过高时，单片机自动进入待机状态，不再进行数据处理，并将过温报警信号发送至服务器后台。
Flash存储芯片通过SPI总线与单片机进行连接，进行相关数据的存储和通信功能。
PWKEY引脚通过电平高低控制模块开关机。
无线模块GPS功能实现定位功能。
无线模块语音功能接麦克风及喇叭实现拨号呼叫功能。
本实用新型与现有技术相比所具有的优点是：
1.可自动匹配多种型号逆变器和物联网设备，纯透传模式，应用范围更加广泛。
2.与其他产品相比，增加了创新性的NB-IOT功能；
3.与其他产品相比，增加了温度保护及静电防护和防雷保护功能，防护性能更加优越，稳定性更强；
4.可通过后台进行定位，更加智能，降低售后成本，便于维护。
5.可根据不同场合需求，增加语音通话功能，直接语音拨号至售后服务人员，便于维护。
6.简洁易懂的LED状态指示，电源芯片大电流输出，完全满足产品功耗需求。
本实用新型为一种智能光伏数据采集终端，具备采集光伏发电系统中的数据，将有线485/232信号转换为2G/4G/NB-IOT等多种频段无线网络信号，并传至服务器后台进行监控。由主控模块、状态指示模块、电源模块、无线模块、电平转换模块、Flash存储模块、温度保护模块、防雷及静电保护模块等部分组成，其中，主控模块是整个装置的核心，需要单片机C语言程序的驱动，来控制整个装置稳定有效的运行。无线模块分为2G无线模块/4G无线模块/NB-IOT无线模块，可以分别完成2G通信/4G通信/NB-IOT通信功能。智能光伏数据采集终端具有485通讯接口/232通信接口，可以与485设备或232设备进行前端通信。此智能光伏技术采集终端可以应用于分布式或户用光伏电站系统当中，通过332/485通信方式采集电站状态数据，将323/485数据转换为无线网络数据，并将数据传输至服务器后台，实现对光伏发电系统数据状态的监控功能。
以上所述是对本实用新型的优选实施方式，应该指出，对于本技术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，还可以做出若干改进和增加，这些改进和增加也视为对本实用新型的保护。
Claims (3)
1.一种智能光伏数据采集终端，其特征在于，包括主控模块、状态指示模块、电源模块、无线模块、电平转换模块、温度保护模块、防雷及静电保护模块和Flash存储模块，所述主控模块用于控制状态指示模块、电源模块、无线模块、电平转换模块、温度保护模块、防雷及静电保护模块和Flash存储模块，是整个装置的核心，需要单片机C语言程序驱动，主控模块通过算法代码实现对各模块功能的有效控制和调节；
所述状态指示模块，用于指示当前供电状态、无线网络连接状态和无线模块工作状态;
所述电源模块，用于输出稳定的电源，分别给单片机及外围和无线芯片供电，保证产品的稳定运行;
所述无线模块包含2G无线通信、4G无线通信和NB-IOT通信模式功能，将串口信号转换为无线信号，然后通过天线发送出去，并将数据传至后台服务器，进行光伏发电系统状态实时跟踪和报警功能；
所述电平转换模块，将有线485/232信号转换为单片机可识别的TTL电平信号，单片机对数据信号进行处理，通过串口与无线模块进行串口通信；
所述温度保护模块，内部设有温度传感器，温度传感器与单片机引脚相连，当单片机检测到产品内部温度过高时，单片机自动进入待机状态，不再进行数据处理；
所述防雷及静电保护模块，用于防止终端在户外免受雷击伤害，以及安装人员身体携带高压静电时对SIM卡的伤害，提高产品的稳定性；
所述Flash存储模块，Flash存储芯片通过SPI总线与单片机进行连接，进行相关数据的存储和通信功能。
2.如权利要求1所述的一种智能光伏数据采集终端，其特征在于，该智能光伏数据采集终端具有485通讯接口/232通信接口，可以与485设备或232设备进行前端通信。
3.如权利要求1或2所述的一种智能光伏数据采集终端，其特征在于，服务器后台通过公网IP或域名获取无线网络信号，将数据进行处理后在前端显示。
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| CN201820598719.3U CN208044844U (zh) | 2018-04-25 | 2018-04-25 | 一种智能光伏数据采集终端 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110441803A (zh) * | 2019-08-13 | 2019-11-12 | 安徽省民融军信息技术有限公司 | 一种gps定位通讯设备 |
| CN110933651A (zh) * | 2019-12-09 | 2020-03-27 | 贵州宝智达网络科技有限公司 | 一种基于NB-IOT与Modbus协议的透明组网设备 |
| CN112787912A (zh) * | 2021-01-18 | 2021-05-11 | 上海瑟度能源科技有限公司 | 光伏发电系统用通信网关 |
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