CN213545525U - 新型适用于光伏汇流箱测控设备使用的无线通信装置 - Google Patents

Abstract

新型适用于光伏汇流箱测控设备使用的无线通信装置，包括稳压电源、数据收发电路、数据处理电路、无线收发电路；所述稳压电源、数据收发电路、数据处理电路、无线收发电路安装在元件盒内，并电性连接。本新型在每个光伏汇流箱测控设备处安装一套无线通信装置，站端监控后台总共安装一套无线通信装置，不需要布线，安装更加方便。工作时，在数据收发电路、数据处理电路、无线收发电路等的共同作用下，实现了现场数据和站端监控后台之间的数据双向收发。本新型由于采用无线方式通信，不需要运营商，因此不存在使用成本，且防止了服务商网络断开时，无法传输数据的弊端，减少了出现故障的几率，为光伏发电站的有效运行提供了技术支撑。

Description

新型适用于光伏汇流箱测控设备使用的无线通信装置

技术领域

本实用新型涉及太阳能发电装置配套设备技术领域，特别是一种新型适用于光伏汇流箱测控设备使用的无线通信装置。

背景技术

光伏汇流箱测控设备是光伏发电使用的一种通信设备，应用中，多个光伏汇流箱测控设备分别采集多个光伏发电组（多个光伏发电组、组成光伏发电站）的电流、电压、温度等等数据，然后通过RS485有线方式或者GPRS模块无线方式，将现场光伏发电站的电压、电流等数据传递到附近站端监控后台（在光伏发电站现场附近），并接收站端监控后台的数据指令等，实现发电现场和站端监控后台的双向通信。

有线RS485方式连接站端监控后台，由于通信电缆距离较长、接口较多，实际情况下，连接的光伏汇流箱测控设备越多干扰越大，会对有效通信造成影响（现有技术中，按1MW光伏发电站计算，一般采用16个光伏汇流箱测控设备设计，每个光伏发电组安装一套光伏汇流箱测控设备，如果采用有线RS485通信电缆和站端监控后台的RS485数据线连接，每6个光伏汇流箱测控设备为一组共用一个RS48端口和连接站端监控后台的总RS485数据线连接，那么较大型20MW电站就需要使用60个RS485端口供320个光伏汇流箱测控设备通信，60个RS485端口和总RS485数据线并联连接，不但会造成连接点过多、容易出现故障以及投资高的缺点，而且总RS485数据线再和站端监控后台连接，还会因为RS485数据线接入的通信端口过多，工作中容易受到干扰，无法有效传递数据），因此其存在较大局限性。GPRS模块无线方式连接站站端监控后台（每个光伏汇流箱测控设备需要安装一个GPRS模块传递数据），由于GPRS模块需要运营商SIM卡等、应用存在费用支出，这样光伏汇流箱测控设备越多使用成本越高，还有就是，当运营商的网络因各种原因中断时将导致数据传输中断，进而对站端监控后台监控发电现场带来影响。基于上述，提供一种能有效传递现场光伏汇流箱测控设备数据的装置显得尤为必要。

实用新型内容

为了克服现有光伏发电站其光伏汇流箱测控设备因结构所限，采用RS485有线方式或者GPRS模块无线方式传递现场光伏发电组的数据，有线方式存在连接的数据线数量过多，无法有效保证数据传输，无线方式存在使用成本高，以及服务商网络断开时，无法传输数据的弊端，本实用新型提供了一种不需要布线，减少了出现故障的几率，不会产生运营成本，应用中在相关电路共同作用下，能有效经无线方式实现现场光伏汇流箱测控设备和站端监控后台信息交互的新型适用于光伏汇流箱测控设备使用的无线通信装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

新型适用于光伏汇流箱测控设备使用的无线通信装置，其特征在于包括稳压电源、数据收发电路、数据处理电路、无线收发电路；所述稳压电源、数据收发电路、数据处理电路、无线收发电路安装在元件盒内，每个光伏汇流箱测控设备处安装一套无线通信装置，站端监控后台安装一套无线通信装置；所述稳压电源、数据处理电路、数据收发电路的电源输入两端和直流电源两极分别电性连接，稳压电源的电源输出端和无线收发电路的电源输入两端分别电性连接；所述无线收发电路的数据交互端口和数据处理电路的其中多个数据交互端口分别电性连接，数据收发电路的数据交互端口和数据处理电路的另外多个数据交互端口分别电性连接；所述数据收发电路的RS485信号端口和光伏汇流箱测控设备本体的RS485数据端口经RS485数据线连接。

进一步地，所述稳压电源包括型号ASM1117的稳压模块、极性电容、无极性电容和电阻，其间电性连接，稳压模块的正极电源输入端3脚和电阻一端连接，电阻另一端和稳压模块的负极电源输入端2脚、极性电容负极、无极性电容一端接地，稳压模块的输出端2脚和极性电容正极、无极性电容另一端连接。

进一步地，所述数据收发电路包括型号MAX485的RS485信号收发器成品和极性电容，其间电性连接，RS485信号收发器的VCC端口4脚、GND端口8脚和极性电容的两极分别连接。

进一步地，所述数据处理电路包括型号AT89c51的单片机模块、极性电容、无极性电容、电源开关、电阻、晶振，其间电性连接；所述单片机模块的RESET端口9脚和第一只电阻一端、极性电容负极连接，极性电容正极和单片机模块的VCC端口31脚、第二只电阻一端连接，单片机模块的X1端口19脚和晶振一端、第一只无极性电容一端连接，单片机模块的X2端口18脚和晶振另一端、第二只无极性电容一端连接，第一只及第二只无极性电容另一端、第一只电阻另一端、电源开关一端、单片机模块的负极电源输入端20脚接地，电源开关另一端和第二只电阻一端连接。

进一步地，所述无线收发电路包括型号LoRa无线通信芯片和极性电容、无极性电容，其间电性连接，无线通信芯片正极电源输入端口3脚和极性电容正极、无极性电容一端连接，极性电容另一端和无极性电容另一端、无线通信芯片的GND端口9脚及16脚接地。

本实用新型有益效果是：本新型在每个光伏汇流箱测控设备处安装一套无线通信装置，站端监控后台总共安装一套无线通信装置，现场多套无线通信装置和站端监控后台一套无线通信装置实现无线信息交互（类似于对讲机），不需要布线，安装更加方便。工作时，在数据收发电路、数据处理电路、无线收发电路等的共同作用下，实现了现场数据和站端监控后台之间的数据双向收发。本新型由于采用无线方式通信，不需要运营商，因此不存在使用成本，且防止了服务商网络断开时，无法传输数据的弊端，减少了出现故障的几率，为光伏发电站的有效运行提供了技术支撑。基于上述，本实用新型具有好的应用前景。

附图说明

以下结合附图和实施例将本实用新型做进一步说明。

图1是本实用新型结构示意框图。

图2是本实用新型电路图。

具体实施方式

图1中所示，新型适用于光伏汇流箱测控设备使用的无线通信装置，包括稳压电源、数据收发电路、数据处理电路、无线收发电路；所述稳压电源、数据收发电路、数据处理电路、无线收发电路安装在元件盒内电路板上，每个光伏汇流箱测控设备本体安装一套无线通信装置，光伏发电站的站端监控后台安装一套无线通信装置。

图1、2中所示，稳压电源包括型号ASM1117的稳压模块U1、极性电容C5、无极性电容C6和电阻R1，其间经电路板布线连接，稳压模块U1的正极电源输入端3脚和电阻R1一端连接，电阻R1另一端和稳压模块U1的负极电源输入端1脚、极性电容C5负极、无极性电容C6一端接地，稳压模块U1的输出端2脚和极性电容C5正极、无极性电容C6另一端连接。数据收发电路包括型号MAX485的低功耗RS485信号收发器成品U2和极性电容C3，其间经电路板布线连接，RS485信号收发器U2的VCC端口5脚、GND端口8脚和极性电容C3的两极分别连接。数据处理电路包括型号AT89c51的单片机模块U3、极性电容EC1、无极性电容C1及C2、电源开关S2、电阻R5及R7、晶振YI，其间电性连接；单片机模块U3的RESET端口9脚和第一只电阻R5一端、极性电容EC1负极连接，极性电容EC1正极和单片机模块U3的VCC端口31脚、第二只电阻R7一端连接，单片机模块U3的X1端口19脚和晶振Y1一端、第一只无极性电容C1一端连接，单片机模块U3的X2端口18脚和晶振Y1另一端、第二只无极性电容C2一端连接，第一只无极性电容C1及第二只无极性电容C2另一端、第一只电阻R5另一端、电源开关S2一端、单片机模块U3的负极电源输入端20脚接地，电源开关S2另一端和第二只电阻R7一端连接。无线收发电路包括型号LoRa无线通信芯片U4和极性电容C7、无极性电容C4，其间经电路板布线连接，无线通信芯片U4正极电源输入端口3脚和极性电容C7正极、无极性电容C4一端连接，极性电容C7另一端和无极性电容C4另一端、无线通信芯片U4的GND端口9脚及16脚接地。LoRa无线通信芯片U4的天线E1位于元件盒上端外。电源开关S2的操作按键位于元件盒前端开孔外。

图1、2所示，稳压电源的电源输入端3及1脚、数据处理电路的电源输入端极性电容EC1的正极及负极、数据收发电路的电源输入端极性电容C3的正极及负极和5V直流电源两极分别经导线连接。稳压电源的电源输出端极性电容C5的正极及负极和无线收发电路的电源输入两端的电源输入端极性电容C7的正极及负极分别经导线连接。无线收发电路的数据交互端口LoRa无线通信芯片U4的NSS端口10脚、MOSI端口11脚、MIOS端口12脚、SCK端口13脚、RESTT端口4脚、DIO0端口5脚和数据处理电路的其中多个数据交互端口单片机模块U3的P10端口1脚、P11端口2脚、P12端口3脚、P13端口4脚、P14端口5脚、P15端口6脚分别经导线连接。数据收发电路的数据交互端口RS485信号收发器U2的RXD端口1脚、RE端口2脚及DE端口3脚、TXD端口4脚和数据处理电路的另外多个数据交互端口单片机模块U3的RXD 端口10脚、P27端口28脚、TXD端口11脚分别经导线连接。所述数据收发电路的RS485信号端口6及7脚和光伏汇流箱测控设备本体的RS485数据端口J4经RS485数据线连接。

图1、2所示，本新型使用前，在每个光伏汇流箱测控设备处安装一套本新型无线通信装置，站端监控后台处总共安装一套本新型无线通信装置，现场多套无线通信装置和站端监控后台一套无线通信装置实现无线信息交互（类似于对讲机），不需要布线，安装更加方便。5V直流电源进入稳压电源、数据处理电路、数据收发电路的电源输入两端后，上述电路处于得电作状态。稳压电源U1得电工作后，其2及1脚会输出稳定的3.3V直流电源进入无线收发电路的电源输入端，于是，无线收发电路处于得电工作状态；电阻R1是稳压模块U1的外围元件，电容C5及C6主要起到滤波作用，使进入无线收发电路的3.3V电源平滑。当本新型将现场光伏汇流箱测控设备本体的信号传递到站端监控后台时，或者站端监控后台发送指令到现场时，光伏汇流箱测控设备本体输出的光伏发电组各种RS485数据（总线数据），或者站端监控后台发送的RS485数据指令进入RS485信号收发器成品U2的6及7脚，RS485信号收发器成品U2在其内部电路作用下（电容C3为RS485信号收发器成品U2的输入电源滤波），将RS485信号转换为TTL电平信号经1脚、2及3脚、4脚和单片机模块U3的10脚、28脚、11脚交互，单片机模块U3将输入的信号处理成数字信号后，经1、2、3、4、5、6脚和LoRa无线通信芯片U4的10脚、11脚、12脚、13脚、4脚、5脚交互，然后LoRa无线通信芯片U4输入的信号数据处理后、经无线信号发送出去。站端监控后台本新型无线通信装置接收到现场多个光伏汇流箱测控设备发送的多个数据后，就能直观了解到现场多个光伏发电组的工作数据。发电站现场本新型无线通信装置接收到站端监控后台发送时的数据指令后，就能根据站端监控后台指令传输相应的光伏发电组数据到站端后台等（或控制现场设备工作）。单片机模块U3配套的电容EC1、电阻R5主要起到阻容滤波作用，保证进入单片机模块的电源平滑；晶振Y1及电容C1、C2主要为单片机模块U3工作提供时钟信号，电阻R7在电源开关按下接地时，为单片机模块U3起到复位作用（单片机模块恢复到起始状态，内部寄存器清零）。

图1、2所示，当本新型现场接收站端监控后台的各种无线指令时，或者站端监控后台接收现场光伏汇流箱测控设备发射出的光伏发电组各种无线数据时，无线数据信号被无线通信芯片U4接收到（天线增大接收距离），无线通信芯片U4将无线信号处理后、传送给单片机模块U3（单片机模块将输入信号处理成TTL电平信号，且经1、2、3、4、5、6脚和LoRa无线通信芯片U4的10脚、11脚、12脚、13脚、4脚、5脚交互）， 单片机模块U3将信号处理后转换为TTL电平信号、传输给RS485信号收发器成品U2，RS485信号收发器成品U2将信号转换为RS485数据信号，传递给现场本新型或者站端本新型无线通信装置，实现站端监控后台和发电现场的数据交互。

图1、2所述，本新型在每个光伏汇流箱测控设备处安装一套无线通信装置，站端监控后台总共安装一套无线通信装置，现场多套无线通信装置和站端监控后台一套无线通信装置实现无线信息交互（类似于对讲机），不需要布线，安装更加方便。工作时，在数据收发电路、数据处理电路、无线收发电路等的共同作用下，实现了现场数据和站端监控后台之间的数据双向收发（最远距离12公里左右，即使无线信号衰减也能达到几公里，站端监控后台一般间隔光伏发电站不远，在1公里甚至几百米左右，因此能有效满足实际使用）。本新型由于采用无线方式通信，不需要运营商（移动通信商），因此不存在使用成本，且防止了服务商网络断开时，无法传输数据的弊端，减少了出现故障的几率，为光伏发电站的有效运行提供了技术支撑。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征及本实用新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本本实用新型限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.新型适用于光伏汇流箱测控设备使用的无线通信装置，其特征在于包括稳压电源、数据收发电路、数据处理电路、无线收发电路；所述稳压电源、数据收发电路、数据处理电路、无线收发电路安装在元件盒内，每个光伏汇流箱测控设备处安装一套无线通信装置，站端监控后台安装一套无线通信装置；所述稳压电源、数据处理电路、数据收发电路的电源输入两端和直流电源两极分别电性连接，稳压电源的电源输出端和无线收发电路的电源输入两端分别电性连接；所述无线收发电路的数据交互端口和数据处理电路的其中多个数据交互端口分别电性连接，数据收发电路的数据交互端口和数据处理电路的另外多个数据交互端口分别电性连接；所述数据收发电路的RS485信号端口和光伏汇流箱测控设备本体的RS485数据端口经RS485数据线连接。

2.根据权利要求1所述的新型适用于光伏汇流箱测控设备使用的无线通信装置，其特征在于，稳压电源包括型号ASM1117的稳压模块、极性电容、无极性电容和电阻，其间电性连接，稳压模块的正极电源输入端3脚和电阻一端连接，电阻另一端和稳压模块的负极电源输入端2脚、极性电容负极、无极性电容一端接地，稳压模块的输出端2脚和极性电容正极、无极性电容另一端连接。

3.根据权利要求1所述的新型适用于光伏汇流箱测控设备使用的无线通信装置，其特征在于，数据收发电路包括型号MAX485的RS485信号收发器成品和极性电容，其间电性连接，RS485信号收发器的VCC端口4脚、GND端口8脚和极性电容的两极分别连接。

4.根据权利要求1所述的新型适用于光伏汇流箱测控设备使用的无线通信装置，其特征在于，数据处理电路包括型号AT89c51的单片机模块、极性电容、无极性电容、电源开关、电阻、晶振，其间电性连接；所述单片机模块的RESET端口9脚和第一只电阻一端、极性电容负极连接，极性电容正极和单片机模块的VCC端口31脚、第二只电阻一端连接，单片机模块的X1端口19脚和晶振一端、第一只无极性电容一端连接，单片机模块的X2端口18脚和晶振另一端、第二只无极性电容一端连接，第一只及第二只无极性电容另一端、第一只电阻另一端、电源开关一端、单片机模块的负极电源输入端20脚接地，电源开关另一端和第二只电阻一端连接。

5.根据权利要求1所述的新型适用于光伏汇流箱测控设备使用的无线通信装置，其特征在于，无线收发电路包括型号LoRa无线通信芯片和极性电容、无极性电容，其间电性连接，无线通信芯片正极电源输入端口3脚和极性电容正极、无极性电容一端连接，极性电容另一端和无极性电容另一端、无线通信芯片的GND端口9脚及16脚接地。

Images