本发明专利技术提供一种基于无线传感网络的分布式光伏发电在线监测系统，包括上位机监管系统、设备检测单元。上位机通过WLAN无线通信单元和RS485通信单元获取无线局域网内各监测单元检测数据信息，进行数据存储和分析，发布分布式光伏发电设备工作状态和报警信息；设备检测单元包括：单片机工作电路、电源管理电路、电流电压检测电路、模拟信号调理电路、温度采集电路、RS485通信电路、WLAN无线通信模块。设备检测单元通过单片机控制各功能模块工作，采集光伏发电设备电流、电压及温度参数，通过WLAN无线局域网进行数据上报及命令下发，实时监测光伏发电设备工作参数及状态。本发明专利技术的优点在于：1、实时监测并发布分布式光伏发电设备工作状态。2、建立无线局域网络进行分布式光伏发电设备参数的数据通信。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及分布式光伏发电领域，尤其涉及一种多设备多路发电电流电压温度检测系统。
技术介绍
根据国家能源局发布的《太阳能发电十二五规划》，把加快发展太阳能发电作为优化能源结构、推进能源生产方式变革的重要举措。将太阳能发电产业培育成具有国际竞争力的优势产业，为实现我国非化石能源发展目标和经济社会可持续发展开辟新途径。采用分布式光伏发电系统，将太阳能转换为电能，是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式，目前应用最为广泛的分布式光伏发电系统，是指建设在建筑物屋顶的光伏发电项目。通过将光伏组件安装在建筑物的屋顶上，利用光伏组件(太阳能电池)将光能转换为电能，再直接并入用户侧电网，与公共电网一起为用户就地供电。设备在长时间运行过程中，实时监测设备工作环境及工作参数，有效判断设备运行状态，是保证光伏发电系统正常高效运行的基础。目前光伏发电设备的运行和维护，主要靠人力定期检查、维护，而光伏组件大多铺设在建筑物的屋顶，不易于人工监测和勘察，随着物联网技术的广泛应用，设计一套基于无线通信方式的光伏发电设备在线监测系统，实时智能化监管光伏发电设备组件的工作状态及工作环境，为未来光伏发电产业的必然趋势。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种采用无线局域网通信方案，监测光伏发电阵列工作参数，包含多个串并联模组输出电流、电压，模组工作位置及其环境工作温度等信息，有效减少库管理人员的繁琐工作，提高工作效率的在线监测系统。本专利技术采用以下技术方案解决上述技术问题的:包括局域网数据通信系统、设备检测单元。上位机通过WLAN无线通信单元和RS485通信单元获取无线局域网内各监测单元节点数据信息，进行数据存储和分析，发布分布式光伏发电设备工作状态和报警信息；设备检测单元通过单片机控制各功能模块工作，采集光伏发电设备电流、电压及温度参数，通过WLAN无线局域网进行数据上报及命令下发，实时监测光伏发电设备工作参数及状态。具体的，所述的局域网通信系统包含上位机、汇聚点基站及通信节点。局域网以星型连接方式建立主从式通信架构，定时获取汇聚点及节点信息。上位机通过RS485总线方式，下发各个汇聚点设备配置命令和数据上传命令，通过得到的节点信息分析并发布各节点中光伏发电设备工作状态；汇聚点通过WLAN无线方式，完成节点配置后，根据网络实时性需求，定时轮训节点，获取节点工作参数并上报节点信息。具体的，所属的设备检测单元包括:单片机工作电路、电源管理电路、电流电压检测电路、模拟信号调理电路、温度采集电路、RS485通信电路、WLAN无线通信模块。单片机作为采集、处理和传输主控芯片，采用飞思卡尔KL系列单片机，通过连接各功能单元，完成节点数据采集、处理及通信功能。具体的，所述的电流采集电路，采用ACS712芯片搭建多路电流采集模块，将光伏阵列中各路的电流转换为供单片机采集的电压信号，该模块将高压大功率发电设备与弱电采集电路相隔离；所述的电压采集电路，根据光伏发电阵列模组的发电特征，采用光耦串联电阻检测方案，选取普通光耦的线性区间，将高压信号转换为弱电流信号进行检测；所述的温度采集电路，采用DS18B20检测芯片，数字式读取发电设备的环境温度信息；具体的，单片机工作电路包括单片机U1、晶振G1、电阻R2、R4、电容C2、C3、C4，单片机为KL05Z32VLC04单片机，单片机的引脚7、8之间外接晶振，晶振Gl的两端分别与电容C2的一端和C3的一端相连，C2的另一端和C3的另一端相连并跨接电阻R2后接地；单片机的引脚11连接电流采集电路；单片机的引脚12连接电压采集电路；单片机的引脚20连接温度采集电路，采用单总线工作方式，定时读取的温度信息，单片机的引脚17、18、19连接RS485通信电路，通过GPRS模块实时连接上位机，实现信息的交换；单片机的引脚30、31、32连接电路仿真接口，实现C程序仿真与下载；单片机的引脚24至引脚29连接无线模块，实现无线数据通信。所述的电流检测电路通过接口 Pl将光伏阵列模组输出信号引入，Pl连接ACSl芯片，将电流信号隔离转换为电压信号，ACSl连接单片机的AD输入引脚11 ;单片机引脚11通过三极管Dl连接供电电源VCC，从而保护单片机的模拟输入端口 ；所述的电压检测电路通过接口 P2将光伏阵列模组并联电压信号引出，P2连接电阻R8、R10，串联电阻R9、R11到光耦PCl输入端，将电压信号转换为电流信号，光耦输出端连接电源和R12到电源地，将发光信号转换为电流信号并引入单片机引脚12，单片机引脚12通过三极管D2连接VCC，保护模拟输入端口 ；所述的温度采集电路通过三线制数字接口连接U3，U3的引脚2上拉电阻R13到电源，引脚2将温度传感器信号引入单片机引脚20，采用单总线式工作方式读取芯片温度。所述的RS485通信电路，将单片机引脚17、18通过电阻R6、R1接入U3，单片机引脚19连接U3的引脚3、4，控制RS485收发；U3引脚6、7连接电阻R3、R5、R7，将485总线差分信号限流输出，实现RS485通信硬件单元。所述的WLAN通信单元，由无线收发芯片SI4432及其匹配电路搭建的无线收发模块构成，单片机通过外设1端口引脚24至引脚29连接无线模块WLANl，控制无线模块参数配置、组网及通信。本专利技术的优点在于:1、实时检测多路光伏发电模组输出电流。2、实时检测光伏发电模组输出电压。3、具有RS485通信接口。4、具有WLAN无线局域通信网络。5、发布设备故障报警信息。6、查询设备工作状态、历史参数信息。【附图说明】图1是本专利技术的通信网络架构。图2是本专利技术的单元结构框图图3是本专利技术的单片机工作单元。图4是本专利技术的电流检测单元。图5是本专利技术的电压检测单元。图6是本专利技术的温度采集单元。图7是本专利技术的RS485通信单元。图8是本专利技术的WLAN通信单元。【具体实施方式】以下结合附图对本专利技术进行详细的描述。图1是本专利技术的通信网络架构。采用RS485总线结合ISM频段的433M无线组合通信方式，实时获取各个模组单元工作参数及状态，并发布状态信息。上位机通过RS485总线通信方式，发送配置命令，如基站或汇聚点ID信息和携带的节点ID信息，并定时轮训各个基站或汇聚点设备信息，将信息统计分析后，通过人机界面将参数状态显示，并发布预警、报警信息。图2是本专利技术的单元结构框图。包含电源管理电路、单片机工作电路、电流电压采集电路、温度采集电路、RS485通信电路、WLAN通信模块及LED指示报警等电路。电源管理电路引入光伏发电设备的电源，转换为系统所需要的供电电源。单片机作为系统工作核心，负责电流、电压和温度采集，运算及数据通信。电流采集模块负责采集光伏阵列模组发电电流；电压采集模块负责采集光伏阵列模组发电电压；温度采集单元检测光伏阵列模组集线盒中的温度信息；RS485通信电路建立上位机与基站、汇聚点的数据通信；WLAN无线收发模块建立建站与各设备节点间数据通信。图3是本专利技术的单片机工作电路图。该单片机工作电路包括单片机Ul，晶振Gl，电阻R2、R4，电容C2、C3、C4和仿真接口 Jl0 Ul为KL05Z32VLC4单片机。单片机Ul的引脚7、8之间外接晶振G1，晶振Gl的外围电路为C2本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于无线传感网络的分布式光伏发电在线监测系统，其特征在于：包括局域网数据通信系统、设备检测系统。上位机通过WLAN无线通信单元和RS485通信单元获取无线局域网内各监测单元节点数据信息，进行数据存储和分析，发布分布式光伏发电设备工作状态和报警信息；设备检测单元通过单片机控制各功能模块工作，采集光伏发电设备电流、电压及温度参数，通过WLAN无线局域网进行数据上报及命令下发，实时监测光伏发电设备工作参数及状态。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘建跃，
申请(专利权)人：刘建跃，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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