CN215264047U - 一种用于太阳能光伏阵列的故障定位信标节点 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及太阳能发电的故障检测技术领域，具体为一种用于太阳能光伏阵列的故障定位信标节点。包括外壳、电源模块、微处理器模块、Zigbee模块、NB‑IoT模块、北斗定位模块和LED指示电路。电源模块提供其他模块所需的工作电压。微处理器用于处理接收到的数据；NB‑IoT模块用于实现基站定位、以及接收和发送NB‑IoT网络的数据；Zigbee模块用于接收和发送Zigbee网络的数据；北斗定位模块用于接收卫星定位信息；LED指示电路用于指示相应模块的工作状态。本实用新型可以使用基站定位或北斗定位，也可以同时使用两种定位方式，因此针对太阳能光伏阵列的故障位置定位具有较好的可扩展性和可靠性。

Description

一种用于太阳能光伏阵列的故障定位信标节点

技术领域

本实用新型涉及太阳能发电的故障检测技术领域，具体为一种用于太阳能光伏阵列的故障定位信标节点。

背景技术

随着科技的发展进步，大规模的太阳能光伏电站建设在荒山、荒漠、滩涂等远离人类居住地的地方。光伏电站由数量巨大的光伏阵列构成，而光伏阵列在长时间运行过程中由于灰尘会产生热斑、老化会导致发电效率降低等故障，因为太阳能光伏阵列通常位于数百亩的山区，传统人工查找故障位置的方式已不适合，需要借助于定位系统等实现故障光伏阵列的定位。由于光伏阵列数目巨大，每个阵列都配置北斗、或GPS等卫星定位系统，将导致运维成本的增加，以Zigbee和NB-IoT为代表的低功耗无线通信技术的出现为解决太阳能光伏阵列的故障定位提供了一种解决方案。Zigbee是一种常用的短距离无线通信方式，工作在2.4GHz频段网络内节点数最大能达到65000个；NB-IoT通信距离可以达到十公里以上，网内节点数可达20万个，工作于运营商提供的频段。采用Zigbee网络实现定位一般需要有信标节点，采用NB-IoT网络定位需要有基站支持，而光伏阵列由于受安装地理位置影响，有可能没有Zigbee网络信号或者NB-IoT网络信号，因此，需要有能克服上面不足的信标节点。

实用新型内容

本实用新型所解决的技术问题在于提供一种用于解决太阳能电站中故障光伏阵列的定位问题的信标节点。

本实用新型提供的基础方案：一种用于解决太阳能电站中故障光伏阵列的定位问题的信标节点，包括微处理器、北斗定位模块、通信模块和温湿度传感器；

所述通信模块包括Zigbee模块和NB-IoT模块，所述北斗定位模块、温湿度传感器、Zigbee模块和NB-IoT模块均与微处理器电连接。

本实用新型的原理及优点在于：本实用新型提供了一种基于NB-IoT技术、Zigbee技术和北斗卫星导航的信标节点，本实用新型可用于由Zigbee网络和NB-IoT网络构成的光伏阵列监测网络的故障定位，与单独由Zigbee网络和NB-IoT网络构成的定位系统相比，可以克服由于没有Zigbee网络信号或NB-IoT网络信号导致的故障位置定位失败；另外，通过只在信标节点配置北斗定位模块，相较于现有技术在每个节点内配置定位模块，也可显著降低定位系统的总体开销，并提高系统定位的可靠性。

进一步，所述微处理器采用STM32L073。

有益效果：用于实现不同制式网络间的数据收发。

进一步，所述NB-IoT模块采用SIM7020C，所述STM32L073的UART1接口与SIM7020C的UART接口电连接，通过AT指令进行数据交互。

有益效果：用于在NB-IoT网络中收发数据。

进一步，所述Zigbee模块采用CC2530，所述STM32L073的UART2接口与CC2530的UART接口电连接，通过程序指令进行数据交互。

有益效果：用于在Zigbee网络中接收数据。

进一步，所述北斗定位模块采用ATGM332D，所述STM32L073的UART3接口与ATGM332D的UART接口电连接，通过程序指令进行数据交互。

有益效果：用于接收北斗卫星定位信息。

进一步，所述温湿度传感器采用SHT11，所述STM32L073的I2C接口与SHT11电连接，通过程序指令进行数据交互。

有益效果：用于检测信标节点的工作环境温度和湿度。

进一步，还包括LED指示灯模块，所述LED指示灯模块与微处理器电连接。

有益效果：用于显示各个模块的工作状态。

进一步，还包括供电模块，所述供电模块与北斗定位模块、温湿度传感器、Zigbee模块、NB-IoT模块、微处理器和LED指示灯模块电连接。

有益效果：用于为各个模块供电。

进一步，还包括复位模块，所述复位模块与微处理器和供电模块均电连接。

有益效果：用于为微处理器、NB-IoT模块、Zigbee模块、北斗定位模块提供复位功能。

进一步，还包括外壳，所述外壳设有固定孔、LED指示灯开孔、复位按键开孔、NB-IoT天线接口、Zigbee天线接口、北斗天线接口、顶盖。

有益效果：用于保护信标节点的内部电路安全。

附图说明

图1为本实用新型一种用于太阳能光伏阵列的故障定位信标节点的电路连接示意图。

图2为本实用新型一种用于太阳能光伏阵列的故障定位信标节点的LED指示电路图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

具体实施过程如下：

实施例一

实施例一基本如图1所示，一种用于太阳能光伏阵列的故障定位信标节点，包括外壳、微处理器、北斗定位模块、通信模块、温湿度传感器、电源模块、LED指示灯模块和复位模块。

本实施例中电源模块采用的供电电源为DC6V，采用DC-DC电路将6V转换为5V输出，采用TPS7333将6V转换为3.3V，电源模块与微处理器、北斗定位模块、通信模块、温湿度传感器、LED指示灯模块和复位模块均通过电连接供电，其中通信模块包括Zigbee模块和NB-IoT模块。

本实施例中的微处理器采用STM32L073，如图2所示，LED指示灯模块包括指示电路和4个指示灯，所述4个指示灯包括电源指示灯、NB-IoT模块状态指示灯、Zigbee模块状态指示灯、北斗定位模块指示灯，所有指示灯的负极与微处理器的不同引脚电连接。其中，微处理器引脚为高电平，LED指示灯灭，微处理器引脚为低电平，LED指示灯亮。

本实施例中NB-IoT模块采用SIM7020C，用于在NB--IoT网络中收发数据，SIM7020C的UART接口与STM32L073的UART1接口电连接，并通过AT指令进行数据交互。Zigbee模块采用CC2530，用于在Zigbee网络中接受数据，CC2530的UART接口与STM32L073的UART2接口电连接，通过程序指令进行数据交互。北斗定位模块采用ATGM332D，用于接收北斗卫星定位信息，ATGM332D的UART接口与STM32L073的UART3接口电连接，通过程序指令进行数据交互。

本实施例中的空气温湿度传感器选用SHT11，用于检测信标节点的工作环境温度和湿度，SHT11与STM32L073的I2C接口电连接，通过程序指令进行数据交互。复位模块包括复位电路和复位按钮，所述复位电路和复位按钮均与微处理器电连接，所述复位模块用于为微处理器、NB-IoT模块、Zigbee模块、北斗定位模块提供复位功能。

本实施例中的外壳设有固定孔、LED指示灯开孔、复位按键开孔、NB-IoT天线接口、Zigbee天线接口、北斗天线接口和顶盖，所述顶盖为可拆卸顶盖，所述固定孔可插入螺栓用以固定本实用新型。

以上的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前实用新型所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种用于太阳能光伏阵列的故障定位信标节点，包括微处理器、北斗定位模块、通信模块和温湿度传感器；

所述通信模块包括Zigbee模块和NB-IoT模块，所述北斗定位模块、温湿度传感器、Zigbee模块和NB-IoT模块均与微处理器电连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于太阳能光伏阵列的故障定位信标节点，其特征在于：所述微处理器采用STM32L073。

3.根据权利要求2所述的一种用于太阳能光伏阵列的故障定位信标节点，其特征在于：所述NB-IoT模块采用SIM7020C，所述STM32L073的UART1接口与SIM7020C的UART接口电连接，通过AT指令进行数据交互。

4.根据权利要求3所述的一种用于太阳能光伏阵列的故障定位信标节点，其特征在于：所述Zigbee模块采用CC2530，所述STM32L073的UART2接口与CC2530的UART接口电连接，通过程序指令进行数据交互。

5.根据权利要求4所述的一种用于太阳能光伏阵列的故障定位信标节点，其特征在于：所述北斗定位模块采用ATGM332D，所述STM32L073的UART3接口与ATGM332D的UART接口电连接，通过程序指令进行数据交互。

6.根据权利要求5所述的一种用于太阳能光伏阵列的故障定位信标节点，其特征在于：所述温湿度传感器采用SHT11，所述STM32L073的I2C接口与SHT11电连接，通过程序指令进行数据交互。

7.根据权利要求6所述的一种用于太阳能光伏阵列的故障定位信标节点，其特征在于：还包括LED指示灯模块，所述LED指示灯模块与微处理器电连接。

8.根据权利要求7所述的一种用于太阳能光伏阵列的故障定位信标节点，其特征在于：还包括供电模块，所述供电模块与北斗定位模块、温湿度传感器、Zigbee模块、NB-IoT模块、微处理器和LED指示灯模块电连接。

9.根据权利要求8所述的一种用于太阳能光伏阵列的故障定位信标节点，其特征在于：还包括复位模块，所述复位模块与微处理器和供电模块均电连接。

10.根据权利要求9所述的一种用于太阳能光伏阵列的故障定位信标节点，其特征在于：还包括外壳，所述外壳设有固定孔、LED指示灯开孔、复位按键开孔、NB-IoT天线接口、Zigbee天线接口、北斗天线接口、顶盖。

Images