一种基于6LoWPAN的光伏汇流箱监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于6LoWPAN的光伏汇流箱监测系统，属于光伏汇流箱监测技术领域，包含由多个监测节点构成的无线传感器网络、汇聚节点和监控终端，所述监测节点通过以太网与汇聚节点连接，所述汇聚节点通过以太网连接监控终端；所述监测节点包含CC2530模块、电源模块、开关量监测模块、电压电流采集模块、以太网模块、按键电路模块、时钟电路模块、JTAG调试接口模块、485通信接口、USART接口模块；本实用新型专利技术针对传统汇流箱监测系统布线复杂、可扩展性差和成本高等缺点，提供一种基于6LoWPAN无线网络技术的光伏汇流箱监测系统，该系统具有组网灵活、成本低、功耗小和通信稳定等特点，实现了汇流箱电能参数的无线采集。

A photovoltaic combiner box monitoring system based on 6LoWPAN

【技术实现步骤摘要】
一种基于6LoWPAN的光伏汇流箱监测系统
本技术属于光伏汇流箱监测
，尤其涉及一种基于6LoWPAN的光伏汇流箱监测系统。
技术介绍
大型光伏电站系统中，直流汇流箱是最基本的发电单位，其运行稳定程度是整个电站发电量效率的关键指标之一。传统的有线汇流箱监测系统需预先铺设电缆，后期维护成本大、扩展性差，而且光伏电站存在着很强的共模干扰，极大影响了有线通信的稳定性。传统汇流箱监测系统布线复杂、可扩展性差和成本高等缺点。6LoWPAN(IPv6LowPowerWirelessPersonalAreaNetwork)致力于将IEEE802.15.4与IPv6结合起来实现无线传感网络与IP网络的无缝连接。6LoWPAN在欧美一些发达国家已经得到了非常广泛的应用，美国国家电网公司将6LoWPAN制定为美国国家电网标准规范，思科、德州仪器等知名企业相继推出了相应的硬件平台。在无线传感网络领域的开源操作系统中，最著名的Contiki、TinyOS已经实现了对6LoWPAN技术的支持。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是针对传统汇流箱监测系统布线复杂、可扩展性差和成本高等缺点，提供一种基于6LoWPAN无线网络技术的光伏汇流箱监测系统，该系统具有组网灵活、成本低、功耗小和通信稳定等特点，实现了汇流箱电能参数的无线采集。本技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：一种基于6LoWPAN的光伏汇流箱监测系统，包含由多个监测节点构成的无线传感器网络、汇聚节点和监控终端，所述监测节点通过以太网与汇聚节点连接，所述汇聚节点通过以太网连接监控终端；所述监测节点包含CC2530模块、电源模块、开关量监测模块、电压电流采集模块、以太网模块、按键电路模块、时钟电路模块、JTAG调试接口模块、485通信接口、USART接口模块；所述电源模块、开关量监测模块、电压电流采集模块、以太网模块、按键电路模块、时钟电路模块、JTAG调试接口模块、485通信接口、USART接口模块分别与CC2530模块端口连接。作为本技术一种基于6LoWPAN的光伏汇流箱监测系统的进一步优选方案，所述电源模块包含PV光伏组件和供电转换电路，所述PV光伏组件通过供电转换电路连接CC2530模块。作为本技术一种基于6LoWPAN的光伏汇流箱监测系统的进一步优选方案，所述供电转换电路包含DC12V电压输入端、第一二极管、第一电容、第二电容、LM2576S-5.0电源芯片、第二二极管、第一电感、第三电容、5V电压输出端、5V电压输入端、第四电容、TPS7A7001电源芯片、第一电阻、第二电阻、第五电容和3.3V电压输出端；所述DC12V电压输入端分别连接第一二极管的负极、第一电容的一端、第二电容的一端和LM2576S-5.0电源芯片的VIN端，第一二极管的另一端分别与第一电容的另一端、第二电容的另一端、LM2576S-5.0电源芯片的EN#端、LM2576S-5.0电源芯片的GND端、第二二极管的正极、第三电容的一端连接并接地；所述第二二极管的负极分别连接LM2576S-5.0电源芯片的VOUT端和第一电感的一端，第一电感的另一端分别与第三电容的另一端、LM2576S-5.0电源芯片的FB端、5V输出端连接；所述5V输入端分别与第四电容的一端、TPS7A7001电源芯片的EN端和TPS7A7001电源芯片的IN端，第四电容的另一端接地，TPS7A7001电源芯片的GND端与第一电阻的一端连接，第一电阻的另一端分别与第二电阻的一端和TPS7A7001电源芯片的FB端，第二电阻的另一端分别与第五电容的一端、TPS7A7001电源芯片的OUT端、3.3V输出端，所述第五电容的另一端接地。作为本技术一种基于6LoWPAN的光伏汇流箱监测系统的进一步优选方案，所述电压电流采集模块包含霍尔电流传感器和霍尔电压传感器，所述霍尔电流传感器采用南京信瑞谱传感技术有限公司CHCS-LSP3-10A系列，所述霍尔电压传感器采用南京信瑞谱传感技术有限公司的CHVS-AS3.3系列，其测量范围分别为0～20A和0～1500V。作为本技术一种基于6LoWPAN的光伏汇流箱监测系统的进一步优选方案，所述CC2530模块包含8051CPU单元和射频收发机。作为本技术一种基于6LoWPAN的光伏汇流箱监测系统的进一步优选方案，所述汇聚节点包含WiFi模块、SD卡、微处理器模块、ZiGBee芯片和射频电路模块，所述WiFi模块、SD卡分别与微处理器模块连接，所述微处理器模块通过ZiGBee芯片连接射频电路模块本技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：1、本技术针对传统汇流箱监测系统布线复杂、可扩展性差和成本高等缺点，提供一种基于6LoWPAN无线网络技术的光伏汇流箱监测系统，该系统具有组网灵活、成本低、功耗小和通信稳定等特点，实现了汇流箱电能参数的无线采集；2、本技术以TI公司的CC2530作为硬件核心平台，技术了一套基于6LoWPAN无线传感网络技术的光伏汇流箱监测系统，该汇流箱监测系统具有免布线、低成本和人机交互流畅等优点；搭建了一个包含5个监测节点、1个边界网关和一台PC服务器的测试网络；该6LoWPAN监测系统实现了对汇流箱电能参数的实时监测和管理，其可靠性和稳定性能够满足光伏汇流箱监测系统的要求，具有较高应用价值。附图说明图1是本技术的整体系统结构原理图；图2是本技术监测节点的结构原理图；图3是本技术供电转换电路的电路图；图4是本技术汇聚节点的结构原理图。其中，1-监测节点，2-无线传感器网络。具体实施方式下面结合附图对本技术的技术方案做进一步的详细说明：一种基于6LoWPAN的光伏汇流箱监测系统，如图1所示，包含由多个监测节点1构成的无线传感器网络2、汇聚节点和监控终端，所述监测节点1通过以太网与汇聚节点连接，所述汇聚节点通过以太网连接监控终端；如图2所示，所述监测节点1包含CC2530模块、电源模块、开关量监测模块、电压电流采集模块、以太网模块、按键电路模块、时钟电路模块、JTAG调试接口模块、485通信接口、USART接口模块；所述电源模块、开关量监测模块、电压电流采集模块、以太网模块、按键电路模块、时钟电路模块、JTAG调试接口模块、485通信接口、USART接口模块分别与CC2530模块端口连接。所述电源模块包含PV光伏组件和供电转换电路，所述PV光伏组件通过供电转换电路连接CC2530模块。所述电压电流采集模块包含霍尔电流传感器和霍尔电压传感器，所述霍尔电流传感器采用南京信瑞谱传感技术有限公司CHCS-LSP3-10A系列，所述霍尔电压传感器采用南京信瑞谱传感技术有限公司的CHVS-AS3.3系列，其测量范围分别为0～20A和0～1500V。所述CC2530模块包含8051CPU单元和射频收发机。如图4所示，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于6LoWPAN的光伏汇流箱监测系统，其特征在于：包含由多个监测节点构成的无线传感器网络、汇聚节点和监控终端，所述监测节点通过以太网与汇聚节点连接，所述汇聚节点通过以太网连接监控终端；所述监测节点包含CC2530模块、电源模块、开关量监测模块、电压电流采集模块、以太网模块、按键电路模块、时钟电路模块、JTAG调试接口模块、485通信接口、USART接口模块；所述电源模块、开关量监测模块、电压电流采集模块、以太网模块、按键电路模块、时钟电路模块、JTAG调试接口模块、485通信接口、USART接口模块分别与CC2530模块端口连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于6LoWPAN的光伏汇流箱监测系统，其特征在于：包含由多个监测节点构成的无线传感器网络、汇聚节点和监控终端，所述监测节点通过以太网与汇聚节点连接，所述汇聚节点通过以太网连接监控终端；所述监测节点包含CC2530模块、电源模块、开关量监测模块、电压电流采集模块、以太网模块、按键电路模块、时钟电路模块、JTAG调试接口模块、485通信接口、USART接口模块；所述电源模块、开关量监测模块、电压电流采集模块、以太网模块、按键电路模块、时钟电路模块、JTAG调试接口模块、485通信接口、USART接口模块分别与CC2530模块端口连接。


2.根据权利要求1所述的一种基于6LoWPAN的光伏汇流箱监测系统，其特征在于：所述电源模块包含PV光伏组件和供电转换电路，所述PV光伏组件通过供电转换电路连接CC2530模块。


3.根据权利要求2所述的一种基于6LoWPAN的光伏汇流箱监测系统，其特征在于：所述供电转换电路包含DC12V电压输入端、第一二极管、第一电容、第二电容、LM2576S-5.0电源芯片、第二二极管、第一电感、第三电容、5V电压输出端、5V电压输入端、第四电容、TPS7A7001电源芯片、第一电阻、第二电阻、第五电容和3.3V电压输出端；
所述DC12V电压输入端分别连接第一二极管的负极、第一电容的一端、第二电容的一端和LM2576S-5.0电源芯片的VIN端，第一二极管的另一端分别与第一电容的另一端、第二电容的另一端、LM2576S-5.0电源芯片的EN#端、LM2576S-5.0电源芯片的GND端、第二二极管的正极、第三电容的...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡旭晶，
申请(专利权)人：蔡旭晶，
类型：新型
国别省市：广东;44