一种基于光伏发电的住宅小区用多用途监控系统的制作方法

本发明涉及信息通讯技术领域，具体涉及一种于光伏发电的住宅小区用多用途监控系统。

背景技术：

目前在发生火灾的时候，建筑内部市电供电将被切断，只有消防应急系统启动，并通过应急电源，此时即只有消防应急设备拥有电源；此时，消防员进入建筑内部，消防员与指挥中心或者消防员之间，只能通过对讲机进行联络；由于建筑结构的复杂，在很多建筑内部的局部，信号被屏蔽，无法实现可靠对讲；此时消防员就处危险的境地；同时，建筑内部的人员也需要及时和指挥中心联系，以便及时获得救援，但是，目前位置还没有一种可靠的方法能保证发生火灾时，建筑内部对讲系统能够的可靠运行。

现有的监控系统存在供电方式单一，一般只能进行市电供电，一旦市电供电出现故障，便无法保证系统的正常工作，电路工作稳定性和可靠性差，直接造成不可估量的安全隐患；另一方面电费开支也成为其中不可省略的部分，对于部分小区而言，更是成为了沉重的负担。而太阳能作为一种新能源，取之不尽，用之不竭，是一种洁净的能源，在开发利用时，不会产生废渣、废水、废气、也没有噪音，更不会影响生态平衡，绝对不会造成污染和公害，因此在提倡环保的今天，广为被人们所青睐。太阳能发电是一种常见的太阳能利用方式，现行的太阳能发电都采用大规模的发电站进行太阳能发电，大规模的太阳能发电站由于其规模大、成本高、占地面积大，因此也急需一种适合住宅小区用的供电系统，使其结构简明、成本较低。

由此可见，上述现有的应急灯控系统在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于光伏发电的住宅小区用多用途监控系统，该监控系统可以自动及时控制小区内的照明灯具、应急灯具的关闭，实时反馈相关环境数据、安全监控数据，人机交互系统在紧急情况时提供对外联系渠道、通过双向语音传输系统能够提供安保人员的即时通信，同时本发明的电力来源为光伏发电技术与市电相结合，将光能转化为所需电能，缓解了能源压力，降低了污染达到了节能环保的效果，同时停电后能提供备用电源，增加了系统的抗风险性，具有较广泛的应用前景。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

本发明提供了一种基于光伏发电的住宅小区用多用途监控系统，包括：主控模块、光伏发电与市电输出模块、灯具模块、信号检测模块、电参数采集模块、显示报警模块、人机交互模块、消防调控模块、存储模块、通信模块、移动接收控制终端；

所述主控模块用于接收处理信号检测模块、电参数采集模块检测到的数据、人机交互模块输入的信号以及通信模块接收的移动接收控制终端发出的控制信号，并根据分析处理后的结果对光伏发电与市电输出模块、灯具模块、显示报警模块、消防调控模块、存储模块发出相应的指令信号；

所述光伏发电与市电输出模块包括光伏发电输出模块、市电输出模块、输出切换管控模块、安全保护模块；所述光伏发电输出模块、市电输出模块用于给其他模块提供必要的稳定直流电源或交流电源；所述输出切换管控模块用于根据负载功率的变化或主控模块的指令信号，在光伏发电输出、市电输出间进行合理切换，用以保证在满足负载需求的情况下，尽可能提高光伏发电利用效率；所述安全保护模块用于根据主控模块发出的指令或者负载数据发生异常超过阈值时，及时断开系统的电流输出，达到了保护系统各模块不受损害以及防止人身安全事故的作用；

所述灯具模块包括照明灯具模块、应急灯具模块、指示灯具模块；所述照明灯具模块用于为小区提供景观灯和道路照明灯，所述应急灯具模块和指示灯具模块用于在发生火灾危险或者异常情况时提供用户所需照明亮度，以及指示安全出口和逃生通道；

所述信号检测模块包括安装在小区楼道内的烟雾传感器、光亮度传感器、温度传感器、湿度传感器以及安装在小区围墙或大门上的热释电红外传感器、摄像头以及pm2.5浓度传感器；用于采集烟雾浓度、光亮度、温度、湿度、人类活动数据、监控视频画面、pm2.5浓度数据送入主控模块或者存储模块等待数据处理；

所述电参数采集模块包括蓄电池数据采集模块、负荷数据采集模块和光伏发电数据采集模块；所述蓄电池数据采集模块用于采集蓄电池组的电压、温度、电量以及充电状态数据；所述负荷数据采集模块用于采集系统各模块的消耗电能数据；所述光伏发电数据采集模块用于采集光伏组件的输出功率、输出电压、输出电流以及太阳光辐照度数据；

所述显示报警模块用来实时显示信号检测模块和电参数采集模块采集的小区内部各类参数信息和光伏发电相关电参数信息，并在相关参数超过预定阈值时发出相应的报警信号；

所述人机交互模块与主控模块相连，包括输入界面、语音输入模块和语音输出模块，所述输入界面用于人工输入控制参数，语音输入模块和语音输出模块用于在危险情况时提供对外联系渠道以及物业保安巡查人员间的即时通讯；

所述消防调控模块用于当信号检测模块检测的物质浓度超过预定阈值时，根据主控模块发出的指令信号做出相应的开关动作，进行消防喷水，及时将火灾消灭在萌芽状态；

所述存储模块用来存储信号检测模块和电参数采集模块采集的烟雾浓度、光亮度、温度、湿度、人类活动数据、监控视频画面、pm2.5浓度数据以及光伏发电相关电参数和预先设置的控制程序，以供主控模块调用；

所述通信模块用于向移动接收控制终端发送采集处理的烟雾浓度、光亮度、温度、湿度、人类活动数据、监控视频画面、pm2.5浓度数据以及光伏发电相关电参数或者接收移动接收控制终端的指令信息送入主控模块以供调用；

所述移动接收控制终端用于实时接光伏发电相关电参数、烟雾浓度、光亮度温度、湿度、人类活动数据、监控视频画面以及pm2.5浓度数据，并根据需要人为远程设定管控参数以供主控模块调用。

优选地，所述主控模块为fpga、arm、dsp中的一种。

优选地，所述光伏发电输出模块包括光伏组件模块、光伏控制模块、逆变器模块、蓄电池模块、充放电控制模块；

所述光伏组件模块包括安装于屋顶的多个光伏发电子单元，用于接收太阳光中的光辐射能量并转化为电能，通过光伏控制模块一路经过充放电控制模块送入蓄电池模块存储，另一路通过逆变器模块转换成交流电输出供系统其他模块使用；

所述光伏控制模块根据主控模块发出的指令信号一方面调节光伏组件模块中每个光伏发电子单元的电流通断，从而调节光伏组件的发电输出功率；另一方面对输出功率在送入蓄电池存储和直接转化为交流电使用两路间进行合理分配；

所述逆变器模块为正弦波逆变器用于将光伏组件或者蓄电池模块输入的直流电转化为交流电输出，以供系统其他模块使用；

所述蓄电池模块包括蓄电池组和充电保护电路，所述充电保护电路与蓄电池组连接，用于保护电池且对电池实行智能充电，避免了过电流和过电压现象，有效提高了电池的使用寿命；

所述充放电控制模块根据主控模块发出的指令信号，一方面控制蓄电池模块合理的在充电和放电间进行切换，另一方面控制输出的电流在直接供给负载使用和通过逆变器转换为交流电使用两路间进行和例分配。

优选地，所述存储模块包括随机存储器模块、sd卡模块、usb接口模块，所述随机存储器模块用于与主控模块的配合使用以增加内存和数据处理的速度，所述sd卡模块用于长时间存储采集的各种数据，所述usb接口模块方便导出复制数据。

优选地，所述显示报警模块包括led电子显示屏、语音播报模块、报警灯以及报警呼叫器。

优选地，所述移动接收控制终端包括移动接收设备和安装在设备上的app；

所述移动接收设备为智能手环、智能手机、平板电脑中的一种。

优选地，所述通信模块包括wifi通信模块和zigbee通信模块。

优选地，所述监控系统还通过通信模块与消防监控中心、公共安全监控中心联网实时通信。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

（1）本发明的一种基于光伏发电的住宅小区用多用途监控系统的主控模块采用了fpga、arm、dsp中的一种微处理器，其功耗较小、可靠性性较高、编程简单、效率较高、价格较低、数据处理速度较快、指令执行速度更快，能够有效提高管控系统的灵敏度和可靠性，降低的能耗，节约了资源。

（2）本发明的一种基于光伏发电的住宅小区用多用途监控系统的电力来源为光伏发电技术与市电相结合，将光能转化为所需电能，缓解了能源压力，降低了污染达到了节能环保的效果，同时停电后能提供备用电源，增加了系统的抗风险性，另一方面采用的安全保护模块能够在负载发生异常或者人为需要时及时自动断开电流输出，最大程度的保护了人身财产安全。

（3）本发明的一种基于光伏发电的住宅小区用多用途监控系统中的光伏组件模块使用多个光伏发电子单元，将光伏组件的电流进行汇流，通过光伏控制模块控制汇流电流的流向，汇流电流一方面通过逆变器转换为交流电为系统其他模块作电流，另一方面光伏发电产生的多余电能通过充放电控制模块装置存储在蓄电池中，在无光照的条件下，充放电控制模块控制蓄电池放电，提供给系统其他模块使用；另一方面系统采用的光伏控制模块，能够根据主控模块发出的指令信号调节光伏组件模块中每个光伏发电子单元的电流通断，从而调节光伏组件的发电输出功率，能够最大程度的提高光伏发电的效率，同时保护了系统电流的稳定持续性。

（4）本发明的一种基于光伏发电的住宅小区用多用途监控系统的信号检测模块能够有效采集温度、湿度、烟雾浓度、光亮度、红外传感数据，使得应急灯不仅在停电时亮灯，同时在环境光很暗时，或者有人的活动声音时，或者现场烟雾过大有火灾迹象，照明灯具模块也会亮灯，从而实现了智能管控的功能，另一方面视频监控能够实时监控小区安全情况，具有防盗监控的作用。

（5）本发明的一种基于光伏发电的住宅小区用多用途监控系统中设置的人机交互系统一方面可以为被困在火场的人员提供可信赖的对外联系渠道；通过双向语音传输可以让被困人员报告自身的状态、人员数量，受伤与否，提高了消防救援的效率；另一方面也可用于平时小区安保人员间的即时通信。

（6）本发明的一种基于光伏发电的住宅小区用多用途监控系统用的通信模块包括wifi通信模块和zigbee通信模块能够无线传输数据，一方面减少了施工难度，另一方面能够实时的与移动接收控制终端进行通信，将相关信息传送给移动接收控制终端的同时还能够接收移动接收控制终端，大大提高了发明的控制系统的监控效果和功能。

（7）本发明的一种基于光伏发电的住宅小区用多用途监控系统中采用的显示报警模块包括led电子显示屏、监控显示屏、语音播报模块、报警灯以及报警呼叫器，能够使工作人员直观的掌握到各类安全参数信息，并能根据危险等级进行语音播报和鸣笛警报，大大提高了整个监控系统的效率和功能。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的一种基于光伏发电的住宅小区用多用途监控系统示意图；

图2为本发明的一种基于光伏发电的住宅小区用多用途监控系统的信号检测模块和电参数采集模块示意图；

图3为本发明的一种基于光伏发电的住宅小区用光伏发电与市电输出模块示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-3所示，本实施例中提供了一种基于光伏发电的住宅小区用多用途监控系统，包括：主控模块1、光伏发电与市电输出模块2、灯具模块3、信号检测模块4、电参数采集模块5、显示报警模块6、人机交互模块7、消防调控模块8、存储模块9、通信模块10、移动接收控制终端11；

所述主控模块1用于接收处理信号检测模块4、电参数采集模块5检测到的数据、人机交互模块7输入的信号以及通信模块10接收的移动接收控制终端11发出的控制信号，并根据分析处理后的结果对光伏发电与市电输出模块2、灯具模块3、显示报警模块6、消防调节模块8、存储模块9发出相应的指令信号；

所述光伏发电与市电输出模块2包括光伏发电输出模块21、市电输出模块22、输出切换管控模块23、安全保护模块24；所述光伏发电输出模块21、市电输出模块22用于给其他模块提供必要的稳定直流电源或交流电源；所述输出切换管控模块23用于根据负载功率的变化或主控模块1的指令信号，在光伏发电输出、市电输出间进行合理切换，用以保证在满足负载需求的情况下，尽可能提高光伏发电利用效率；所述安全保护模块24用于根据主控模块1发出的指令或者负载数据发生异常超过阈值时，及时断开系统的电流输出，达到了保护系统各模块不受损害以及防止人身安全事故的作用；

所述灯具模块3包括照明灯具模块、应急灯具模块、指示灯具模块；所述照明灯具模块用于为小区提供景观灯和道路照明灯，所述应急灯具模块和指示灯具模块用于在发生火灾危险或者异常情况时提供用户所需照明亮度，以及指示安全出口和逃生通道；

所述信号检测模块4包括安装在小区楼道内的烟雾传感器41、光亮度传感器42、温度传感器43、湿度传感器44以及安装在小区围墙或大门上的热释电红外传感器45、摄像头46以及pm2.5浓度传感器47；用于采集烟雾浓度、光亮度、温度、湿度、人类活动数据、监控视频画面、pm2.5浓度数据送入主控模块1或者存储模块9等待数据处理；

所述电参数采集模块5包括蓄电池数据采集模块51、负荷数据采集模块52和光伏发电数据采集模块53；所述蓄电池数据采集模块51用于采集蓄电池组的电压、温度、电量以及充电状态数据；所述负荷数据采集模块52用于采集系统各模块的消耗电能数据；所述光伏发电数据采集模块53用于采集光伏组件的输出功率、输出电压、输出电流以及太阳光辐照度数据；

所述显示报警模块6用来实时显示信号检测模块4和电参数采集模块5采集的小区内部各类参数信息和光伏发电相关电参数信息，并在相关参数超过预定阈值时发出相应的报警信号；

所述人机交互模块7与主控模块1相连，包括输入界面、语音输入模块和语音输出模块，所述输入界面用于人工输入控制参数，语音输入模块和语音输出模块用于在危险情况时提供对外联系渠道以及物业保安巡查人员间的即时通讯；

所述消防调节模块8用于当信号检测模块5检测的物质浓度超过预定阈值时，根据主控模块1发出的指令信号做出相应的开关动作，进行消防喷水，及时将火灾消灭在萌芽状态；

所述存储模块9用来存储信号检测模块4和电参数采集模块5采集的烟雾浓度、光亮度、温度、湿度、人类活动数据、监控视频画面、pm2.5浓度数据以及光伏发电相关电参数和预先设置的控制程序，以供主控模块1调用；

所述通信模块10用于向移动接收控制终端11发送采集处理的烟雾浓度、光亮度、温度、湿度、人类活动数据、监控视频画面、pm2.5浓度数据以及光伏发电相关电参数或者接收移动接收控制终端11的指令信息送入主控模块1以供调用；

所述移动接收控制终端11用于实时接光伏发电相关电参数、烟雾浓度、光亮度温度、湿度、人类活动数据、监控视频画面以及pm2.5浓度数据，并根据需要人为远程设定管控参数以供主控模块1调用。

本实施例中主控模块1为arm微处理器。

本实施例中光伏发电输出模块2包括光伏组件模块211、光伏控制模块212、逆变器模块213、蓄电池模块214、充放电控制模块215；

所述光伏组件模块211包括安装于屋顶的多个光伏发电子单元，用于接收太阳光中的光辐射能量并转化为电能，通过光伏控制模块212一路经过充放电控制模块215送入蓄电池模块214存储，另一路通过逆变器模块213转换成交流电输出供系统其他模块使用；

所述光伏控制模212块根据主控模块1发出的指令信号一方面调节光伏组件模211块中每个光伏发电子单元的电流通断，从而调节光伏组件的发电输出功率；另一方面对输出功率在送入蓄电池存储和直接转化为交流电使用两路间进行合理分配；

所述逆变器模块213为正弦波逆变器用于将光伏组件211或者蓄电池模块214输入的直流电转化为交流电输出，以供系统其他模块使用；

所述蓄电池模块214包括蓄电池组2142和充电保护电路2141，所述充电保护电路2141与蓄电池组连接，用于保护电池且对电池实行智能充电，避免了过电流和过电压现象，有效提高了电池的使用寿命；

所述充放电控制模块215根据主控模块1发出的指令信号，一方面控制蓄电池模块214合理的在充电和放电间进行切换，另一方面控制输出的电流在直接供给负载使用和通过逆变器转换为交流电使用两路间进行和例分配。

本实施例中存储模块9包括随机存储器模块、sd卡模块、usb接口模块，所述随机存储器模块用于与主控模块的配合使用以增加内存和数据处理的速度，所述sd卡模块用于长时间存储采集的各种数据，所述usb接口模块方便导出复制数据。

本实施例中显示报警模块6包括led电子显示屏、监控显示屏、语音播报模块、报警灯以及报警呼叫器。

本实施例中移动接收控制终端11包括移动接收设备和安装在设备上的app；

所述移动接收设备为平板电脑。

本实施例中通信模块10包括wifi通信模块和zigbee通信模块。

本实施例中监控系统还通过通信模块10与消防监控中心、公共安全监控中心联网实时通信。

本发明的一种基于光伏发电的住宅小区用多用途监控系统可以自动及时控制小区内的照明灯具、应急灯具的关闭，实时反馈相关环境数据、安全监控数据，人机交互系统在紧急情况时提供对外联系渠道、通过双向语音传输系统能够提供安保人员的即时通信，同时本发明的电力来源为光伏发电技术与市电相结合，将光能转化为所需电能，缓解了能源压力，降低了污染达到了节能环保的效果，同时停电后能提供备用电源，增加了系统的抗风险性，具有较广泛的应用前景。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。