一種基于wifi網絡和3g網絡的光伏電池數據采集裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種基于WIFI網絡和3G網絡的光伏電池數據采集裝置，包括連接光伏組件的數據采集器、連接數據采集器的數據轉發(fā)器、以及與所述數據轉發(fā)器連接的監(jiān)控中心；所述數據采集器內設有電壓傳感器、電流傳感器、溫度傳感器、控制器以及與控制器連接的傳輸模塊；所述數據轉發(fā)器內設有與所述傳輸模塊連接的接收模塊、連接接收模塊的控制裝置以及與所述控制裝置連接的上網裝置。本實用新型具有良好的可擴展性，可隨著光伏組件數量的增多，適應性增加數據采集器，靈活性和便捷性更好，且通過網絡傳輸相關的數據，適合遠距離輸出。
【專利說明】一種基于WIFI網絡和3G網絡的光伏電池數據采集裝置
【【技術領域】】
[0001]本實用新型涉及光伏發(fā)電領域，尤其涉及一種基于WIFI網絡和3G網絡的光伏電池數據采集裝置。
【【背景技術】】
[0002]現(xiàn)有技術中，以光伏發(fā)電為基礎的電網系統(tǒng)在工作的過程中，需要采集系統(tǒng)中每個設備的信息進行整體收集分析，由于以光伏發(fā)電為基礎的電網系統(tǒng)中使用的設備種類多，占地廣，且經常位于偏遠地區(qū)，現(xiàn)有的設備往往不能解決這個問題，使光伏發(fā)電為基礎的電網系統(tǒng)不能夠得到準確、實時的信息，而且現(xiàn)有的設備可擴展性較差。由于光伏組件數據的采集對于光伏組件特性研宄具有重要意義，而現(xiàn)有的采集裝置存在的缺陷使得其對于大規(guī)模光伏電池的采集工作帶來一定的局限性，而且現(xiàn)有的光伏組件數據采集裝置大多數為短距離數據采集。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型所解決的技術問題在于提供一種基于WIFI網絡和3G網絡的光伏電池數據采集裝置，其結構簡單、連接方便，能改善現(xiàn)有技術中存在的問題。
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型公開一種基于WIFI網絡和3G網絡的光伏電池數據采集裝置，包括連接光伏組件的數據采集器、連接數據采集器的數據轉發(fā)器、以及與所述數據轉發(fā)器連接的監(jiān)控中心；所述數據采集器內設有電壓傳感器、電流傳感器、溫度傳感器、控制器以及與控制器連接的傳輸模塊；所述數據轉發(fā)器內設有與所述傳輸模塊連接的接收模塊、連接接收模塊的控制裝置以及與所述控制裝置連接的上網裝置。
[0005]作為本技術方案的進一步改進，所述控制器與傳輸模塊之間通過串行通信接口SCI連接，所述電壓傳感器、電流傳感器通過數模轉換端口與所述控制器連接；所述控制裝置與所述上網裝置之間也是通過串行通信接口 SCI連接。
[0006]作為本技術方案的進一步改進，所述傳輸模塊為STA模式的WIFI模塊，所述接收模塊為AP模式的WIFI模塊。
[0007]作為本技術方案的進一步改進，所述上網裝置為無線上網卡；所述監(jiān)控中心包括與所述數據轉發(fā)器通信連接的服務器以及連接所述服務器的數據庫。
[0008]本實用新型具有良好的可擴展性，可隨著光伏組件數量的增多，適應性增加數據采集器，靈活性和便捷性更好，且通過網絡傳輸相關的數據，適合遠距離輸出。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0009]圖1為本實用新型所述的光伏組件數據采集裝置的結構示意圖。
[0010]圖2為本實用新型所述的光伏組件數據采集裝置所采用的協(xié)議格式示意圖。
【【具體實施方式】】
[0011]請參閱圖1所示，本實用新型提供一種基于WIFI網絡和3G網絡的光伏電池數據采集裝置，包括采集光伏組件參數的數據采集器、連接數據采集器的數據轉發(fā)器、以及與所述數據轉發(fā)器連接的監(jiān)控中心。
[0012]所述數據采集器內設有電壓傳感器、電流傳感器、溫度傳感器、連接前述傳感器的控制器以及與控制器連接的傳輸模塊。所述電壓傳感器、電流傳感器及溫度傳感器均與光伏組件相連，分別用于獲取光伏組件的電壓參數、電流參數以及溫度參數，并將所述參數發(fā)送至控制器，由控制器通過所述傳輸模塊將參數數據發(fā)送至數據轉發(fā)器。在本實用新型較佳實施方式中，所述傳輸模塊為無線網絡傳輸模塊，優(yōu)選為WIFI模塊，且設置為STA(Stat1n，站點)模式。
[0013]所述數據轉發(fā)器內設有與所述數據采集器的傳輸模塊連接的接收模塊、連接接收模塊的控制裝置以及與所述控制裝置連接的上網裝置。所述接收模塊用于接收來自數據采集器發(fā)來的各個參數(電壓、電流及溫度)，最終由控制裝置控制所述上網裝置將這些參數發(fā)送至遠程的監(jiān)控中心，實現(xiàn)遠程控制連接，在較佳實施例中，所述接收模塊為無線網絡傳輸模塊，優(yōu)選為WIFI模塊，且設置為AP (Access Point，接入點)模式，由此可以與所述數據采集器內的STA模式的WIFI模塊取得無線連接，實現(xiàn)兩者間的數據傳輸。所述上網裝置用于接入互聯(lián)網內，并將數據轉發(fā)器收到的各個參數數據通過互聯(lián)網傳輸至遠程的監(jiān)控中心內，所述上網裝置優(yōu)選為無線上網卡(如3G上網卡)或者有線網絡(如通過RJ45接口接入互聯(lián)網)。
[0014]所述監(jiān)控中心內設服務器及連接服務器的數據庫，所述服務器用于與所述數據轉發(fā)器連接，以獲取所述數據轉發(fā)器發(fā)送來的數據，所述數據庫用于存儲所述服務器收到的數據。當然，所述監(jiān)控中心還可設置有顯示屏、數據分析器，分別用于展示各類電性參數，并對電性參數進行分析。
[0015]值得一提的是，所述控制器與傳輸模塊之間通過SCI (Serial Communicat1nInterface，串行通信接口 )接口連接，所述電壓傳感器、電流傳感器和所述控制器之間通過數模轉換端口連接，所述溫度傳感器與所述控制器之間通過通用I/O端口連接。所述控制裝置與所述上網裝置之間也是通過SCI接口連接。
[0016]以下以數據采集器I為例，結合具體的應用實例進行詳細說明。
[0017]所述傳輸模塊內的WIFI模塊工作在STA模式，電壓傳感器和電流傳感器輸出引腳和控制器I數模轉換端口(AD端口)相連接，溫度傳感器輸出引腳和控制器通用I/O端口相連接，所述WIFI模塊的SCI接口與控制器I的SC1接口相連接，本實施例中電壓傳感器輸出引腳與控制器I的PADOO引腳相連，電流傳感器輸出引腳與控制器I的PADOl引腳相連，溫度傳感器信號引腳與控制器I的PAl端口相連接。所述傳輸模塊內的WIFI模塊及控制器I均具有至少兩個SCI接口，且兩個WIFI模塊的SCI接口中TXD (Transmit (tx) Data，發(fā)送數據)、RXD(Receive (rx)Data，接收數據)分別與控制器I的SC1接口中RXD、TXD引腳相連接。
[0018]所述數據轉發(fā)器內的WIFI模塊工作在AP模式，3G上網卡具有SCI接口，該SCI接口中TXD、RXD端口分別與控制裝置的SCIl接口中RXD、TXD相連接；本實施例中電壓傳感器采用閉環(huán)霍爾電壓傳感器，電流傳感器采用閉環(huán)霍爾電流傳感器，溫度傳感器采用數字式溫度傳感器，控制器I和控制裝置均采用Freescale公司的十六位單片機，所述傳輸模塊內的WIFI模塊(STA模式)和所述接收模塊內的WIFI模塊(AP模式)均采用工業(yè)級產品；所述數據庫用SQL server語言編寫。
[0019]參圖2為本實用新型光伏組件數據采集裝置所采用的協(xié)議格式，以下結合具體的應用實例，進一步說明所述協(xié)議格式。
[0020]在傳輸數據時，每七個字節(jié)數據為一幀數據，其中第一個字節(jié)的高4位為數據幀頭，低4為位代表此幀數據包含的字節(jié)個數，字節(jié)1、3、5高4位代表數據采集器號，低4為代表此數據代表的物理量，字節(jié)2、4、6代表對應物理量的AD值，本實施例中幀頭數據為二進制數11110110，即第一字節(jié)高四位為1111，低4位為0110，代表此幀數據中包含6個字節(jié)被測量信息，本實施例中字節(jié)1、3、5高4位為0001，代表數據來自于I號數據采集器，低4位中0001代表電壓，0010代表電流，0011代表溫度。
[0021]所述數據轉發(fā)器可同時連接過個數據采集器，而所述數據采集器的數量，可根據被采集的光伏組件的數量來確定，運行時，每間隔Tl時刻，數據采集器就通過傳輸模塊(如WIFI模塊)向數據轉發(fā)器發(fā)送一幀數據，數據轉發(fā)器通過控制裝置進行數據處理后，通過上網裝置(如3G上網卡)將數據送到指定的服務器上，服務器將數據保存在數據庫中，其中，所述每幀數據包含幀頭和數據串，一共7個字節(jié)，每個字節(jié)的含義在上位機中解析。
[0022]綜上所述，本實用新型具有良好的可擴展性，可隨著光伏組件數量的增多，適應性增加數據采集器，靈活性和便捷性更好，且通過網絡傳輸相關的數據，適合遠距離輸出，尤其適用于光伏發(fā)電站的應用環(huán)境。
[0023]以上所述，僅是本實用新型的最佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，任何熟悉本領域的技術人員，在不脫離本實用新型技術方案范圍情況下，利用上述揭示的方法內容對本實用新型技術方案做出許多可能的變動和修飾，均屬于權利要求書保護的范圍。
【權利要求】
1.一種基于11？1網絡和3(}網絡的光伏電池數據采集裝置，其特征在于:包括連接光伏組件的數據采集器、連接數據采集器的數據轉發(fā)器、以及與所述數據轉發(fā)器連接的監(jiān)控中心；所述數據采集器內設有電壓傳感器、電流傳感器、溫度傳感器、控制器以及與控制器連接的傳輸模塊；所述數據轉發(fā)器內設有與所述傳輸模塊連接的接收模塊、連接接收模塊的控制裝置以及與所述控制裝置連接的上網裝置。
2.根據權利要求1所述的基于11？1網絡和3(}網絡的光伏電池數據采集裝置，其特征在于:所述控制器與傳輸模塊之間通過串行通信接口 連接，所述電壓傳感器、電流傳感器通過數模轉換端口與所述控制器連接；所述控制裝置與所述上網裝置之間也是通過串行通信接口 連接。
3.根據權利要求2所述的基于網絡和3(}網絡的光伏電池數據采集裝置，其特征在于:所述傳輸模塊為31八模式的模塊，所述接收模塊為八？模式的模塊。
4.根據權利要求3所述的基于網絡和3(}網絡的光伏電池數據采集裝置，其特征在于:所述上網裝置為無線上網卡；所述監(jiān)控中心包括與所述數據轉發(fā)器通信連接的服務器以及連接所述服務器的數據庫。
【文檔編號】G05B19/418GK204256511SQ201420836846
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月26日 優(yōu)先權日:2014年12月26日
【發(fā)明者】程蘭 申請人:華北電力大學（保定）