一種數(shù)字總線多點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，尤其涉及一種用來(lái)監(jiān)測(cè)太陽(yáng)能電池板溫度的數(shù)字總線多點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，屬于太陽(yáng)能電池監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽(yáng)能(Solar Energy):太陽(yáng)是一個(gè)巨大的能源，它以光福射的形式每秒鐘向太空發(fā)射約3.8X 10MW能量，有22億分之一投射到地球上，太陽(yáng)光被大氣層反射、吸收之后，還有70%透射到地面。盡管如此，地球上一年中接受到的太陽(yáng)能仍然高達(dá)1.8X 10kW.h。
[0003]自地球形成生物就主要以太陽(yáng)提供的熱和光生存，而自古人類也懂得以陽(yáng)光曬干物件，并作為保存食物的方法，如制鹽和曬咸魚(yú)等。但在化石燃料減少下，才有意把太陽(yáng)能進(jìn)一步發(fā)展。太陽(yáng)能的利用有被動(dòng)式利用(光熱轉(zhuǎn)換)和光電轉(zhuǎn)換兩種方式。太陽(yáng)能發(fā)電一種新興的可再生能源。廣義上的太陽(yáng)能是地球上許多能量的來(lái)源，如風(fēng)能，化學(xué)能，水的勢(shì)臺(tái)匕坐坐-匕寸寸ο
[0004]太陽(yáng)能是一種干凈的可再生的新能源，越來(lái)越受到人們的青睞，在人們生活、工作中有廣泛的作用，其中之一就是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能，太陽(yáng)能電池就是利用太陽(yáng)能工作的。而太陽(yáng)能熱電站的工作原理則是利用匯聚的太陽(yáng)光，把水燒至沸騰變?yōu)樗魵?，然后用?lái)發(fā)電。
[0005]太陽(yáng)能發(fā)電方式太陽(yáng)能發(fā)電有兩種方式，一種是光一熱一電轉(zhuǎn)換方式，另一種是光一電直接轉(zhuǎn)換方式。
[0006](1)光一熱一電轉(zhuǎn)換方式通過(guò)利用太陽(yáng)輻射產(chǎn)生的熱能發(fā)電，一般是由太陽(yáng)能集熱器將所吸收的熱能轉(zhuǎn)換成工質(zhì)的蒸氣，再驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。前一個(gè)過(guò)程是光一熱轉(zhuǎn)換過(guò)程；后一個(gè)過(guò)程是熱一電轉(zhuǎn)換過(guò)程，與普通的火力發(fā)電一樣。太陽(yáng)能熱發(fā)電的缺點(diǎn)是效率很低而成本很高，估計(jì)它的投資至少要比普通火電站貴5?10倍.一座1000MW的太陽(yáng)能熱電站需要投資20?25億美元，平均lkW的投資為2000?2500美元。因此，適用小規(guī)模特殊的場(chǎng)合，而大規(guī)模利用在經(jīng)濟(jì)上很不合算，還不能與普通的火電站或核電站相競(jìng)爭(zhēng)。
[0007](2)光一電直接轉(zhuǎn)換方式該方式是利用光電效應(yīng)，將太陽(yáng)輻射能直接轉(zhuǎn)換成電能，光一電轉(zhuǎn)換的基本裝置就是太陽(yáng)能電池。太陽(yáng)能電池是一種由于光生伏特效應(yīng)而將太陽(yáng)光能直接轉(zhuǎn)化為電能的器件，是一個(gè)半導(dǎo)體光電二極管，當(dāng)太陽(yáng)光照到光電二極管上時(shí)，光電二極管就會(huì)把太陽(yáng)的光能變成電能，產(chǎn)生電流。當(dāng)許多個(gè)電池串聯(lián)或并聯(lián)起來(lái)就可以成為有比較大的輸出功率的太陽(yáng)能電池方陣了。太陽(yáng)能電池是一種大有前途的新型電源，具有永久性、清潔性和靈活性三大優(yōu)點(diǎn).太陽(yáng)能電池壽命長(zhǎng)，只要太陽(yáng)存在，太陽(yáng)能電池就可以一次投資而長(zhǎng)期使用；與火力發(fā)電、核能發(fā)電相比，太陽(yáng)能電池不會(huì)引起環(huán)境污染?’太陽(yáng)能電池可以大中小并舉，大到百萬(wàn)千瓦的中型電站，小到只供一戶用的太陽(yáng)能電池組，這是其它電源無(wú)法比擬的。
[0008]不論是哪種方式的太陽(yáng)能發(fā)電，都用到太陽(yáng)能電池，由于太陽(yáng)能組件的輸出功率取決于太陽(yáng)輻照度和太陽(yáng)能電池溫度等因素，因此太陽(yáng)能電池組件的測(cè)量是非常重要的，在太陽(yáng)能發(fā)電廠需要隨時(shí)監(jiān)測(cè)太陽(yáng)能電池的溫度。
[0009]傳統(tǒng)的溫度監(jiān)測(cè)有兩種方式，采用熱電阻和熱電偶監(jiān)測(cè)。熱電阻監(jiān)測(cè)的是電阻的阻值，被測(cè)溫度的變化是直接通過(guò)熱電阻阻值的變化來(lái)測(cè)量的，因此，熱電阻體的引出線等各種導(dǎo)線電阻的變化會(huì)給溫度測(cè)量帶來(lái)影響。熱電偶監(jiān)測(cè)溫度時(shí)，溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成熱電動(dòng)勢(shì)信號(hào)，通過(guò)電氣儀表(二次儀表)轉(zhuǎn)換成被測(cè)介質(zhì)的溫度。這兩種方式都要進(jìn)行模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化數(shù)字信號(hào)的操作，而且，每個(gè)熱電阻或熱電偶要直接連接至溫度監(jiān)測(cè)電路，熱電阻或熱電偶之間是并聯(lián)的關(guān)系，而太陽(yáng)能電池板面積非常大，上述兩種監(jiān)測(cè)方法，監(jiān)測(cè)范圍較小，此外還需要大量的熱電阻或熱電偶與監(jiān)測(cè)電路之間的連接線，安裝復(fù)雜、增加了投入成本造價(jià)高，而且大量的電線還影響熱電阻和熱電偶的測(cè)量精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]為了解決上述技術(shù)所存在的不足之處，本發(fā)明提供了一種數(shù)字總線多點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
[0011]為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種數(shù)字總線多點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，它包括相互串聯(lián)的設(shè)置在太陽(yáng)能電池板溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)的至少兩個(gè)溫度傳感器、數(shù)字信號(hào)采集器、電源模塊、連接溫度傳感器至數(shù)字信號(hào)采集器的電路；數(shù)字信號(hào)采集器連接至計(jì)算機(jī)上；
溫度傳感器為單總線數(shù)字式溫度傳感器；溫度傳感器上設(shè)置有唯一的ID，溫度傳感器上設(shè)置的ID不同；溫度傳感器設(shè)置在太陽(yáng)能電池板溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)上。
[0012]數(shù)字信號(hào)采集器由相互連接的微處理器和信號(hào)處理器構(gòu)成；所述計(jì)算機(jī)內(nèi)設(shè)置有存儲(chǔ)溫度信號(hào)的溫度記錄模塊。
[0013]電源可以是小型的太陽(yáng)能電池板或蓄電池或交流電或直流電。
[0014]計(jì)算機(jī)上通過(guò)RS-232通訊總線連接有RS-485/RS-232協(xié)議轉(zhuǎn)換器，通過(guò)RS-485通訊總線與RS-485/RS-232協(xié)議轉(zhuǎn)換器連接。
[0015]本發(fā)明具有以下有益效果:
1、本發(fā)明采用數(shù)字式溫度傳感器，不需要二次采集計(jì)算，即能直接輸出數(shù)字的溫度信號(hào)。
[0016]2、本發(fā)明的溫度傳感器連接在一條電路上，總的走向是相互串聯(lián)，節(jié)省了電纜線，節(jié)約太陽(yáng)能發(fā)電廠的投入成本。
[0017]3、本發(fā)明的溫度傳感器設(shè)置于要監(jiān)測(cè)的太陽(yáng)能電池板周?chē)?，能夠大范圍的監(jiān)測(cè)太陽(yáng)能電池板上的溫度，無(wú)死角。
[0018]4、本發(fā)明的數(shù)字式總線多點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以采用多種電源作為能源，方便連接和安裝。
【附圖說(shuō)明】
[0019]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0020]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]如圖1所示，本發(fā)明包括相互串聯(lián)的設(shè)置在太陽(yáng)能電池板溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)的至少兩個(gè)溫度傳感器(多個(gè)不同的溫度傳感器分別用ID1-1D12表示)、數(shù)字信號(hào)采集器、電源模塊、連接溫度傳感器至數(shù)字信號(hào)采集器的電路，數(shù)字信號(hào)采集器連接至計(jì)算機(jī)(PC)上。
[0022]溫度傳感器為單總線數(shù)字式溫度傳感器。任一溫度傳感器上設(shè)置有唯一的ID，所有溫度傳感器上設(shè)置的ID不同。溫度傳感器設(shè)置在太陽(yáng)能電池板溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)上。
[0023]數(shù)字信號(hào)采集器由相互連接的微處理器和信號(hào)處理器構(gòu)成。計(jì)算機(jī)內(nèi)設(shè)置有存儲(chǔ)溫度信號(hào)的溫度記錄模塊。
[0024]電源模塊可以是小型的太陽(yáng)能電池板或蓄電池或交流電或直流電。
[0025]本發(fā)明使用的電纜可選用227IEC53銅芯絕緣聚氯乙烯護(hù)套軟線，電纜上連接有多個(gè)溫度傳感器，溫度傳感器可選用單總線數(shù)字式溫度傳感器DS18B20 ;還包括有計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)上通過(guò)RS-232通訊總線連接有RS-485/RS-232協(xié)議轉(zhuǎn)換器，通過(guò)RS-485通訊總線與RS-485/RS-232協(xié)議轉(zhuǎn)換器連接。
[0026]本發(fā)明還包括去耦電容和對(duì)地線的專門(mén)連接，去耦電容包括電容C22?C26，本發(fā)明的電路板布線時(shí)去耦電容一端分別連接至芯片ATmegall28L、DS1302、MAX485、MAX232的電源管腳，另一端連接到地線，用來(lái)保證各芯片電源供電的穩(wěn)定性；專門(mén)連接是先將監(jiān)測(cè)系統(tǒng)電路板上所有與單片機(jī)連接的芯片的工作電源數(shù)字地和模/數(shù)轉(zhuǎn)換用的電源模擬地分別連接，最后再通過(guò)導(dǎo)線把該兩種地線相連。
[0027]本發(fā)明由單片機(jī)為核心組成，可對(duì)監(jiān)測(cè)到的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示、存儲(chǔ)，用戶可通過(guò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)上的控制按鍵對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行功能設(shè)定，譬如設(shè)定溫度超限報(bào)警閥值、數(shù)據(jù)保存時(shí)間間隔等。系統(tǒng)為了滿足大面積多點(diǎn)測(cè)溫的需要，通過(guò)RS-485總線將多個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)一條測(cè)溫電纜，組成一個(gè)測(cè)溫傳感器系。所有監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的溫度數(shù)據(jù)通過(guò)RS-485總線、RS-485/RS-232協(xié)議轉(zhuǎn)換器、RS-232總線傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，實(shí)時(shí)在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行顯示，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為數(shù)據(jù)庫(kù)形式，方便數(shù)據(jù)的管理和各種報(bào)表的生成。每個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)都由一個(gè)交流/直流的電源適配器進(jìn)行供電。圖1表示了系統(tǒng)的常見(jiàn)結(jié)構(gòu)，用戶也可根據(jù)實(shí)際測(cè)溫的需要選擇監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)量，組成規(guī)模大小不同的測(cè)溫系統(tǒng)。
[0028]當(dāng)用戶設(shè)定了溫度超限報(bào)警的閥值以后，一旦監(jiān)測(cè)溫度超過(guò)了設(shè)定溫度，監(jiān)測(cè)裝置就會(huì)通過(guò)報(bào)警電路進(jìn)行報(bào)警，防止意外發(fā)生。通訊電路包括兩種通訊總線，RS-232和RS-485，可以滿足不同規(guī)模系統(tǒng)的通訊需求，方便用戶選擇。
[0029]上述實(shí)施例中的實(shí)施方案僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)思想的前提下，本領(lǐng)域中專業(yè)技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變化和改進(jìn)，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種數(shù)字總線多點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:它包括相互串聯(lián)的設(shè)置在太陽(yáng)能電池板溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)的至少兩個(gè)溫度傳感器、數(shù)字信號(hào)采集器、電源模塊、連接溫度傳感器至數(shù)字信號(hào)采集器的電路；數(shù)字信號(hào)采集器連接至計(jì)算機(jī)上； 所述溫度傳感器為單總線數(shù)字式溫度傳感器；溫度傳感器上設(shè)置有唯一的ID，溫度傳感器上設(shè)置的ID不同；溫度傳感器設(shè)置在太陽(yáng)能電池板溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字總線多點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)字信號(hào)采集器由相互連接的微處理器和信號(hào)處理器構(gòu)成；所述計(jì)算機(jī)內(nèi)設(shè)置有存儲(chǔ)溫度信號(hào)的溫度記錄模塊。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字總線多點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述電源可以是小型的太陽(yáng)能電池板或蓄電池或交流電或直流電。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字總線多點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述計(jì)算機(jī)上通過(guò)RS-232通訊總線連接有RS-485/RS-232協(xié)議轉(zhuǎn)換器，通過(guò)RS-485通訊總線與RS-485/RS-232協(xié)議轉(zhuǎn)換器連接。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種數(shù)字總線多點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，它包括相互串聯(lián)的設(shè)置在太陽(yáng)能電池板溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)的至少兩個(gè)溫度傳感器、數(shù)字信號(hào)采集器、電源模塊、連接溫度傳感器至數(shù)字信號(hào)采集器的電路；數(shù)字信號(hào)采集器連接至計(jì)算機(jī)上；溫度傳感器為單總線數(shù)字式溫度傳感器；溫度傳感器上設(shè)置有唯一的ID，溫度傳感器上設(shè)置的ID不同；溫度傳感器設(shè)置在太陽(yáng)能電池板溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)上。數(shù)字信號(hào)采集器由相互連接的微處理器和信號(hào)處理器構(gòu)成；計(jì)算機(jī)內(nèi)設(shè)置有存儲(chǔ)溫度信號(hào)的溫度記錄模塊。本發(fā)明節(jié)省了電纜線，節(jié)約太陽(yáng)能發(fā)電廠的投入成本。能夠大范圍的監(jiān)測(cè)太陽(yáng)能電池板上的溫度，無(wú)死角，采用多種電源作為能源，方便連接和安裝。
【IPC分類】G01K1/02
【公開(kāi)號(hào)】CN105277284
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410673118
【發(fā)明人】賈楠, 孫炳智, 尤優(yōu)
【申請(qǐng)人】龍?jiān)矗ū本╋L(fēng)電工程設(shè)計(jì)咨詢有限公司
【公開(kāi)日】2016年1月27日
【申請(qǐng)日】2014年11月23日