CN213484895U - 一种太阳能网关 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种太阳能网关，属电力物联网技术领域。包括固定框、太阳能板、U型支撑架；固定框内匹配安装有太阳能板，固定框左右两边对称设有螺栓组合，固定框经螺栓组合活动装有U型支撑架；螺栓组合上方的固定框的一边设有本地天线，其另一边设有上行天线；太阳能板的背面上部安装的控制组件主要由太阳能充电控制管理单元、储能单元、低功耗主控单元构成；控制组件下方的固定框上装有灌封隔离板。太阳能板和主控器件一体设计，与电力物联网适配性强，远距离传输信号稳定可靠，取电方便持久，体积和功耗小，制作和安装简便。解决了现有技术分立式结构，体积、功耗大，笨重，安装不方便，及传输距离短，难以适配电力物联网应用的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种太阳能网关，属电力物联网技术领域。
背景技术
电力传输网关系国计民生，覆盖场景复杂，为了保障电力系统的正常运行，必须对电力传输网关键部位数据进行实时监测。现代物联网技术的发展，为在线实时监测提供了技术基础，而无线通信离不开网关，通过网关可将实时监测数据汇聚并上传。现有采用太阳能供电的网关，通常使用短距离433无线通信和2G网络，不仅传输距离短，且其结构采用太阳能板和主控器件分别独立设置方式，体积大、笨重，需要配置大容量电池，系统功耗大，安装亦很不方便，难以适配电力物联网的应用，从而影响电力物联网的发展。因此，非常有必要研制一种取电方便，远距离传输信号稳定可靠，体积和功耗小，安装方便，适配性强的太阳能网关。
发明内容
本实用新型的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种太阳能网关，其针对电力传输网覆盖场景复杂的特点，将太阳能板和主控器件一体化设计装配，与电力物联网适配性强，远距离传输信号稳定可靠，取电方便、持久，体积和功耗小，制作和安装简便。以解决现有太阳能网关分立式结构，体积大、笨重，功耗大，安装不方便，及传输距离短，难以适配电力物联网应用的问题。
本实用新型是通过如下的技术方案来实现上述目的的：
一种太阳能网关，包括固定框、太阳能板、螺栓组合和U型支撑架；其特征在于：所述固定框内匹配安装有太阳能板，固定框的左右两边框上对称设置有螺栓组合，固定框通过螺栓组合活动安装有U型支撑架；所述螺栓组合上方的固定框的一边设置有本地天线，其另一边设置有上行天线；所述太阳能板的背面上部安装有控制组件，所述控制组件主要由太阳能充电控制管理单元、储能单元、低功耗主控单元构成；所述控制组件下方的固定框上安装有灌封隔离板。
所述的太阳能板通过环氧固定胶粘贴封装在固定框内。
所述的U型支撑架上开制有定位孔。
所述的本地天线通过L型固定支撑座安装在固定框的一边，与本地无线传感器构成本地网络。
所述的上行天线通过L型固定支撑座安装在固定框的另一边，主要为NB天线 或4G天线，与云端服务器进行数据交互。
所述的低功耗主控单元由本地无线接收模组、电源管理电路、4G上传无线单元和核心CPU构成。
所述的储能单元由保护板和单元电池构成。
所述的控制组件通过灌封隔离板与固定框灌封连接。
本实用新型与现有技术相比的有益效果在于：
该太阳能网关，通过固定框一体化安装太阳能板及控制组件，通过螺栓组合在固定框上活动安装U型支撑架，使得该太阳能网关紧凑、小巧，移动安装方便，即装即用。太阳能直接供电结合少量电池储能，实现本实用新型网关的低功耗持久工作，并保证连绵阴雨天气的正常运行。设置本地天线和上传天线的长距离接收端，可接收1km 范围内的传感器数据，通过4G 上传，适应各种野外环境使用。通过灌封隔离板将控制组件与固定框一体灌封，使得整体防水、防尘和抗振动性能强，极大提高了环境适应性。与电力物联网适配性强，远距离接收和传输信号稳定可靠，取电方便、持久，体积和功耗小，制作和安装简单。解决了现有太阳能网关分立式结构，体积大、笨重，功耗大，安装不方便，及传输距离短，难以适配电力物联网应用的问题。
附图说明
图1为本实用新型的主视结构示意图；
图2为本实用新型的左视结构示意图；
图3为本实用新型的右视结构示意图；
图4为本实用新型的后视结构示意图；
图5为本实用新型的前视轴测结构示意图；
图6为本实用新型的后视轴测结构示意图；
图7为本实用新型的工作原理方框示意图。
图中：1、固定框，2、太阳能板，3、螺栓组合，4、U型支撑架，4a、定位孔，5、本地天线，6、上行天线， 7、控制组件，7a、太阳能充电控制管理单元，7b、储能单元，7c、低功耗主控单元，8、灌封隔离板，9、L型固定支撑座。
具体实施方式
本实用新型申请人的设计构思过程如下：本实用新型申请人在实际检测操作中使用现有网关发现，常规网关产品一般采用短距离433无线通信和2G网络组成电网野外采集用网关，现有的采用太阳能供电的网关，其系统采用Linux等带操作系统的架构，功耗比较高，使用大太阳能板，且太阳能板和主控部分独立设置，主控部分采用电控箱，在电控箱内安装控制板，加装大容量电池，安装时，先安装主控部分，再安装太阳能板，最后安装天线，尺寸大、笨重，安装很不方便。现有技术存在以下几个主要问题，1、本地网络传输距离近，常规只能使用100米范围内的传感器数据接收，2、上传网络常规用2G 等，随着5G的推广，2G网络将逐步被淘汰。3、系统功耗大，待机功耗大，能量浪费严重。4、现有产品功耗大，为保证长期运行，系统不得不采用大太阳能板和大储能电池，其结构方式为太阳能板+控制箱体，实际产品体积大，非常笨重，运输和安装不方便，使用很不灵活。考虑到网关主要是实现分布式传感器无线数据汇聚并上传云端的主要功能，针对电力网络覆盖场景复杂的情况，结合实际检测操作中使用现有网关发现的问题，本发明申请人研制提供一种将太阳能板和主控器件一体化设计装配，与电力物联网适配性强，远距离传输信号稳定可靠，取电方便、持久，体积和功耗小，制作和安装简便的太阳能网关。
下面结合附图对该太阳能网关的实施方式作进一步详细说明（参见图1～7）：
该太阳能网关包括固定框1、太阳能板2、螺栓组合3和U型支撑架4；所述固定框1内匹配安装有太阳能板2，固定框1的左右两边框上对称设置有螺栓组合3，固定框1通过螺栓组合3活动安装有U型支撑架4；所述螺栓组合3上方的固定框1的一边设置有本地天线5，螺栓组合3上方的固定框1的另一边设置有上行天线6；所述太阳能板2的背面上部安装有控制组件7，所述控制组件7主要由太阳能充电控制管理单元7a、储能单元7b、低功耗主控单元7c构成；所述控制组件7下方的固定框1上安装有灌封隔离板8。
进一步地，所述的太阳能板2通过环氧固定胶粘贴封装在固定框1内。太阳能板2为单晶硅太阳能板或多晶硅太阳能板，其表面由高投光率的钢化玻璃和电池片构成；固定框1由铝合金边框铝材构成，表面做了氧化处理；太阳能板2与固定框1之间使用环氧固定胶类做为粘合材料粘合固定成一体，保证太阳能板2自身的密闭性、防水性和抗氧化性。
进一步地，所述的U型支撑架4上开制有定位孔4a。利于用户通过所述定位孔4a将本实用新型网关安装到线杆、铁塔等安装位置上。
进一步地，所述的本地天线5通过L型固定支撑座9安装在固定框1的一边，与本地无线传感器构成本地网络。本地天线5的底端通过螺栓固定在L型固定支撑座9上，L型固定支撑座9通过螺栓固装在固定框1上。
进一步地，所述的上行天线6通过L型固定支撑座9安装在固定框1的另一边，主要为NB天线 或4G 天线，与云端服务器进行数据交互。上行天线6的安装固定方式与本地天线5一致。
进一步地，所述的控制组件7通过灌封隔离板8与固定框1灌封连接。
进一步地，所述的储能单元7b由保护板和单元电池构成。
所述控制组件7位于太阳能板2的背面，由太阳能充电控制管理单元7a、储能单元7b、低功耗主控单元7c构成，其中太阳能控制管理单元7a为采用MPPT能量最大化跟踪单元，将采集的太阳能能量最大化转换为电能，为储能单元7b的可充电电池和低功耗主控单元7c供电。储能单元7b由保护板和单元电池构成，其中保护板用于防止所述单元电池的可充电电池的过充电和过放电，保证所述单元电池长寿命运行。所述单元电池可以是常规的锂电池或磷酸铁锂电池或其它正品可充电电池。在夜晚、阴雨天气和阳光不足的情况下，通过储能单元7b为本实用新型网关提供可靠电能，保证本实用新型网关长久可靠运行。
所述控制组件7的太阳能控制管理单元7a、储能单元7b和低功耗主控单元7c必须能够防水、防尘、抗振动，以在各种恶劣环境中都能正常工作，因此在固定框1的背部与控制单元7下部对应之处设置了灌封隔离板8，灌封隔离板8上制作有凹槽，与固定框1构成灌封空间，通过灌封隔离板8最终将控制单元7的所有电器件通过环氧灌封胶类灌封固定在固定框1上。
进一步地，所述的低功耗主控单元7c由本地无线接收模组、电源管理电路、4G（NB-IOT）上传无线单元和核心CPU构成。低功耗主控单元7c的本地无线接收模块与本地无线传感器构成本地网络，所述本地网络可选择常规的433Mhz无线通信或是Lora无线通信，4G（NB-IOT）上传无线单元，用于将本地获取的信息上传到云端服务器。太阳能控制管理单元7a的太阳能充电控制器将自身输出的电压及储能单元7b输出的电压进行降压和稳压处理，为低功耗主控单元7c提供基础工作电源。
以上所述只是本实用新型的较佳实施例而已，上述举例说明不对本实用新型的实质内容作任何形式上的限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了本说明书后依据本实用新型的技术实质对以上具体实施方式所作的任何简单修改或变形，以及可能利用上述揭示的技术内容加以变更或修饰为等同变化的等效实施例，均仍属于本实用新型技术方案的范围内，而不背离本实用新型的实质和范围。
Claims (8)
1.一种太阳能网关，包括固定框（1）、太阳能板（2）、螺栓组合（3）和U型支撑架（4）；其特征在于：所述固定框（1）内匹配安装有太阳能板（2），固定框（1）的左右两边框上对称设置有螺栓组合（3），固定框（1）通过螺栓组合（3）活动安装有U型支撑架（4）；所述螺栓组合（3）上方的固定框（1）的一边设置有本地天线（5），其另一边设置有上行天线（6）；所述太阳能板（2）的背面上部安装有控制组件（7），所述控制组件（7）主要由太阳能充电控制管理单元（7a）、储能单元（7b）、低功耗主控单元（7c）构成；所述控制组件（7）下方的固定框（1）上安装有灌封隔离板（8）。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能网关，其特征在于：所述的太阳能板（2）通过环氧固定胶粘贴封装在固定框（1）内。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能网关，其特征在于：所述的U型支撑架（4）上开制有定位孔（4a）。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能网关，其特征在于：所述的本地天线（5）通过L型固定支撑座（9）安装在固定框（1）的一边，与本地无线传感器构成本地网络。
5.根据权利要求1所述的一种太阳能网关，其特征在于：所述的上行天线（6）通过L型固定支撑座（9）安装在固定框（1）的另一边，主要为NB天线 或4G 天线，与云端服务器进行数据交互。
6.根据权利要求1所述的一种太阳能网关，其特征在于：所述的控制组件（7）通过灌封隔离板（8）与固定框（1）灌封连接。
7.根据权利要求1所述的一种太阳能网关，其特征在于：所述的低功耗主控单元（7c）由本地无线接收模组、主控电源管理电路、4G上传无线模组和核心CPU构成。
8.根据权利要求1所述的一种太阳能网关，其特征在于：所述的储能单元（7b）由保护板和单元电池构成。
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