CN216433073U - 一种便携式光伏组件电气及环境数据采集设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及光伏领域，具体为一种便携式光伏组件电气及环境数据采集设备，包括自供给电源模块和电源转换模块、传感器AD采样模块、电压电流AD采样模块、STM32、LCD显示模块、GPS模块、Zigbee模块和SD卡存储模块，所述自供给电源模块和电源转换模块电性连接，所述电源转换模块分别与电压电流AD采样模块、STM32、LCD显示模块、GPS模块、Zigbee模块和SD卡存储模块电性连接。该便携式光伏组件电流、电压采样设备，将所需功能集合在一起，整机体积大大减小，从而实现了体积小重量轻，相对于传统的光伏测试设备能够便携到光伏电站进行户外工作，并且带有自给电源和数据实时上传云端的功能，可以有效测量光伏组件的电气数据和所需的气象数据。
Description
技术领域
本实用新型涉及光伏技术领域，具体为一种便携式光伏组件电气及环境数据采集设备。
背景技术
目前，光伏行业发展迅速，由于光伏发电具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、长寿命、免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位。光伏阵列由光伏组件构成，在组件运输和安装时可能遭受机械损伤，在层叠、层压、装框、清洗等生产过程中，可能出现电池片断栅、隐裂、黑片等不同类型的缺陷，在发电过程中可能出现热斑等缺陷，这些缺陷需要工作人员进行现场检测获取气象和电气数据并进行实际分析。
光伏组件一般安装在室外，大型设备测试设备运输和安装不方便，因此，如何提供一种便携式的光伏组件电流、电压采样设备来完成现场测试精确的获取所需的气象和电气数据就显得尤为重要了。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种便携式光伏组件电气及环境数据采集设备，具备体积小重量轻，相对于传统的光伏测试设备能够便携到光伏电站进行户外工作等优点，解决了大型设备测试设备运输和安装不方便的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种便携式光伏组件电气及环境数据采集设备，包括自供给电源模块和电源转换模块、传感器AD采样模块、电压电流AD采样模块、STM32、LCD显示模块、GPS模块、Zigbee模块和SD卡存储模块，所述自供给电源模块和电源转换模块电性连接，所述电源转换模块分别与电压电流AD采样模块、STM32、LCD显示模块、GPS模块、Zigbee模块和SD卡存储模块电性连接，所述传感器AD采样模块用于通过温度传感器和辐照计传感器进行测量气象数据，并使用I2C与STM32电性连接，所述电压电流AD采样模块用于测量光伏组件的电压电流，并将测量值使用I2C传输至STM32，所述STM32用于将检测到了电气和气象数据实时显示，且STM32通过I/O口与LCD显示模块电性连接，所述GPS模块用于提供精确对时服务，且GPS模块通过USART与STM32电性连接，所述Zigbee模块用于将经过处理后的采集数据实时上传云端服务器，且Zigbee模块通过USART与STM32电性连接，所述SD卡存储模块用于将经过处理后的采集数据储存在SD卡中，且SD卡存储模块通过SDIO与STM32电性连接。
进一步，还包括有10W柔性光伏板，所述10W柔性光伏板覆盖于设备表面，搭载小型太阳能电池板，并设计合理的电能转换电路实现自供电功能。
进一步，所述自供给电源模块采用可外接的升压型光伏控制器，其通过基于UC3843的DC/DC升压电路，实现小型光伏组件对锂电池的充电控制，采用Boost升压电路来达到可供锂电池充电的电压。
进一步，所述传感器AD采样模块使用高精度贴片温度传感器TP1000获取光伏组件的表面温度，使用小型高精度光电太阳总辐射传感器SJYFSV12VOC获取测量现场的辐照值，并通过AD7993-0芯片使用I2C传输至STM32进行处理。
进一步，所述电流电压数据采集模块采集的数据为模拟信号，在将电压和电流模拟信号接入数据处理芯片ADE7880，将模拟信号通过电流互感器和电压分压采样电路调理到光伏I/O光伏口允许的输入范围之内，同时对调理后的低压信号进行滤波，有效防止信号串扰和混叠，最后使用I2C传输至STM32进行处理。
进一步，所述GPS模块采用ATGM332D型GPS北斗双定位模块，且授时模式采用主GPS从RTC模式，当能探测卫星信号时，以GPS计时为主，当在卫星失联时，RTC光伏短时计时，再次连接上卫星后，通过光伏GPS光伏模块及时修正时间，保证时间精准同步。
进一步，所述Zigbee模块用于距离短、功耗低且传输速率不高的电子设备之间进行数据传输，所述Zigbee模块用于将采集的数据经过RTU光伏通信集控终端实时上传云端服务器，且Zigbee模块采用433M光伏低频段设计，内外扩大功放，低频的抗干扰和强穿透性能，保证了最远传输距离可达到4-6KM，从而完全覆盖整个光伏电站。
进一步，还包括有PCB板，所述PCB板设置有SD卡槽，所述SD卡槽内部安装有SD卡存储模块，所述SD卡存储模块的内存为16g，用于存储每一次的检测量。
与现有技术相比，本申请的技术方案具备以下有益效果：
1、该便携式光伏组件电流、电压采样设备，将所需功能集合在一起，整机体积大大减小，从而实现了体积小重量轻，相对于传统的光伏测试设备能够便携到光伏电站进行户外工作，并且带有自给电源和数据实时上传云端的功能，可以有效测量光伏组件的电气数据和所需的气象数据，从而方便了现场工作人员对光伏组件的测试、评估和故障诊断的效率和准确性，也可将测量数据实时上传云服务器和实时存储。
附图说明
图1为本实用新型系统框图；
图2为本实用新型自供电电源电路图；
图3为本实用传感器AD采样模块前端电路图；
图4为本实用电流信号采集电路图；
图5为本实用电压信号分压采集电路图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
请参阅图1-5，本实施例中的一种便携式光伏组件电气及环境数据采集设备，包括自供给电源模块和电源转换模块、传感器AD采样模块、电压电流AD采样模块、STM32、LCD显示模块、GPS模块、Zigbee模块和SD卡存储模块，自供给电源模块和电源转换模块电性连接，电源转换模块分别与电压电流AD采样模块、STM32、LCD显示模块、GPS模块、Zigbee模块和SD卡存储模块电性连接，传感器AD采样模块用于通过温度传感器和辐照计传感器进行测量气象数据，并使用I2C与STM32电性连接，电压电流AD采样模块用于测量光伏组件的电压电流，并将测量值使用I2C传输至STM32，STM32用于将检测到了电气和气象数据实时显示，且STM32通过I/O口与LCD显示模块电性连接，GPS模块用于提供精确对时服务，且GPS模块通过USART与STM32电性连接，Zigbee模块用于将经过处理后的采集数据实时上传云端服务器，且Zigbee模块通过USART与STM32电性连接，SD卡存储模块用于将经过处理后的采集数据储存在SD卡中，且SD卡存储模块通过SDIO与STM32电性连接。
请参阅图1-图5，本实施例中的，还包括有10W柔性光伏板，10W柔性光伏板覆盖于设备表面，搭载小型太阳能电池板，并设计合理的电能转换电路实现自供电功能。
请参阅图1-图5，本实施例中的，自供给电源模块采用可外接的升压型光伏控制器，其通过基于UC3843的DC/DC升压电路，实现小型光伏组件对锂电池的充电控制，采用Boost升压电路来达到可供锂电池充电的电压。
请参阅图1-图5，本实施例中的，传感器AD采样模块使用高精度贴片温度传感器TP1000获取光伏组件的表面温度，使用小型高精度光电太阳总辐射传感器SJYFSV12VOC获取测量现场的辐照值，并通过AD7993-0芯片使用I2C传输至STM32进行处理。
请参阅图1-图5，本实施例中的，电流电压数据采集模块采集的数据为模拟信号，在将电压和电流模拟信号接入数据处理芯片ADE7880，将模拟信号通过电流互感器和电压分压采样电路调理到光伏I/O光伏口允许的输入范围之内，同时对调理后的低压信号进行滤波，有效防止信号串扰和混叠，最后使用I2C传输至STM32进行处理。
请参阅图1-图5，本实施例中的，GPS模块采用ATGM332D型GPS北斗双定位模块，且授时模式采用主GPS从RTC模式，当能探测卫星信号时，以GPS计时为主，当在卫星失联时，RTC光伏短时计时，再次连接上卫星后，通过光伏GPS光伏模块及时修正时间，保证时间精准同步。
请参阅图1-图5，本实施例中的，Zigbee模块用于距离短、功耗低且传输速率不高的电子设备之间进行数据传输，Zigbee模块用于将采集的数据经过RTU光伏通信集控终端实时上传云端服务器，且Zigbee模块采用433M光伏低频段设计，内外扩大功放，低频的抗干扰和强穿透性能，保证了最远传输距离可达到4-6KM，从而完全覆盖整个光伏电站。
请参阅图1-图5，本实施例中的，还包括有PCB板，PCB板设置有SD卡槽，SD卡槽内部安装有SD卡存储模块，SD卡存储模块的内存为16g，用于存储每一次的检测量。
Claims (5)
1.一种便携式光伏组件电气及环境数据采集设备，包括自供给电源模块和电源转换模块、传感器AD采样模块、电压电流AD采样模块、STM32、LCD显示模块、GPS模块、Zigbee模块和SD卡存储模块，其特征在于：所述自供给电源模块和电源转换模块电性连接，所述电源转换模块分别与电压电流AD采样模块、STM32、LCD显示模块、GPS模块、Zigbee模块和SD卡存储模块电性连接，所述传感器AD采样模块用于通过温度传感器和辐照计传感器进行测量气象数据，并使用I2C与STM32电性连接，所述电压电流AD采样模块用于测量光伏组件的电压电流，并将测量值使用I2C传输至STM32，所述STM32用于将检测到了电气和气象数据实时显示，且STM32通过I/O口与LCD显示模块电性连接，所述GPS模块用于提供精确对时服务，且GPS模块通过USART与STM32电性连接，所述Zigbee模块用于将经过处理后的采集数据实时上传云端服务器，且Zigbee模块通过USART与STM32电性连接，所述SD卡存储模块用于将经过处理后的采集数据储存在SD卡中，且SD卡存储模块通过SDIO与STM32电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种便携式光伏组件电气及环境数据采集设备，其特征在于：还包括有10W柔性光伏板，所述10W柔性光伏板覆盖于设备表面，搭载小型太阳能电池板，并设计电能转换电路实现自供电功能。
3.根据权利要求1所述的一种便携式光伏组件电气及环境数据采集设备，其特征在于：所述自供给电源模块采用可外接的升压型光伏控制器，其通过基于UC3843的DC/DC升压电路，实现小型光伏组件对锂电池的充电控制，采用Boost升压电路来达到可供锂电池充电的电压。
4.根据权利要求1所述的一种便携式光伏组件电气及环境数据采集设备，其特征在于：所述传感器AD采样模块使用高精度贴片温度传感器TP1000获取光伏组件的表面温度，使用小型高精度光电太阳总辐射传感器SJYFSV12VOC获取测量现场的辐照值，并通过AD7993-0芯片使用I2C传输至STM32进行处理。
5.根据权利要求1所述的一种便携式光伏组件电气及环境数据采集设备，其特征在于：还包括有PCB板，所述PCB板设置有SD卡槽，所述SD卡槽内部安装有SD卡存储模块，所述SD卡存储模块的内存为16g。
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