一种太阳能电池板自动监测系统的制作方法

本实用新型涉及光伏太阳能发电技术领域，尤其涉及一种太阳能电池板自动监测系统。

背景技术：

随着人类时代发展，传统能源危机和环境污染问题日益突出，人类把目光投向了可再生能源，希望可再生能源能够改变人类的能源结构，维持可持续发展。于是，太阳能作为一种取之不尽用之不竭、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源，以其独特优势成为人们关注的焦点，光伏太阳能发电越来越被广泛使用。

光伏太阳能发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。主要由太阳能电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成，主要部件由电子元器件构成。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳能电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。光伏发电过程中，需要大面积的太阳能电池板要一直暴露在户外，遭遇风沙、尘埃、遮挡（周边障碍物、雪或其它）、暴雨雷击等容易导致任意一块或一组太阳能电池板异常或故障，致使系统效率损失，由于不能事先了解具体是哪一块或一组太阳能电池板有问题，需要派工作人员到现场仔细排查，效率较低，维护成本较大。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的问题，提供了一种太阳能电池板自动监测系统。

上述目的是通过以下技术方案来实现：

一种太阳能电池板自动监测系统,包括相互连接的太阳能电池板和自动监测装置，所述自动监测装置包括分别与所述太阳能电池板连接的电压处理模块和电流处理模块，所述电压处理模块和所述电流处理模块分别与中央处理模块连接，所述中央处理模块通过与之连接的电源管理模块供电；所述中央处理模块通过串口与LoRa通信模块连接，所述LoRa通信模块与LoRa网关数据连接，所述LoRa网关与物联网云平台通信。

进一步地，还包括箱体，所述电压处理模块、所述电流处理模块、所述中央处理模块和所述电源管理模块设置于所述箱体内。

进一步地，所述电压处理模块为电压传感器，所述电流处理模块为电流传感器。

进一步地，在所述电压传感器和所述电流传感器的输入端分别设置有直流熔断器。

进一步地，所述中央处理模块采用ST单片机STM8L151K4T6低功耗微处理器。

有益效果

本实用新型所述一种太阳能电池板自动监测系统，通过采集与之连接的太阳能电池板的电压、电流数据，从而实现对光伏发电系统中太阳能电池板的长期稳定的实时监测功能。同时独立的电压处理模块、电流处理模块，保证了采集的数据更准确。内置的中央处理模块性价比高，能够实现数据的详细处理分析。集成的LoRa无线通信模块具有低功耗、远距离传输的优点，从而保证与物联网云平台的实时通信。通过物联网云平台显示的数据，可直观判断有异常或故障的太阳能电池板，方便进行维护，大大提高了工作效率，同时也节省了维护成本。

附图说明

图1为本实用新型所述一种太阳能电池板自动监测系统的结构示意图。

具体实施方式

应当指出，本部分中对具体结构的描述及描述顺序仅是对具体实施例的说明，不应视为对本实用新型的保护范围有任何限制作用。此外，在不冲突的情形下，本部分中的实施例以及实施例中的特征可以相互组合。

下面将结合附图对本实用新型实施例作详细说明。

如图1所示，一种太阳能电池板自动监测系统,包括相互连接的太阳能电池板1和自动监测装置，其特征在于,所述自动监测装置包括分别与所述太阳能电池板1连接的电压处理模块2和电流处理模块3，所述电压处理模块2和所述电流处理模块3分别与中央处理模块连接4，所述中央处理模块4通过与之连接的电源管理模块5供电；工作时，所述中央处理模块4通过串口与LoRa通信模块7连接，所述LoRa通信模块7与LoRa网关数据8连接，所述LoRa网关8与物联网云平台9通信。

具体的，所述电压处理模块2，采用线性光电隔离或调制解调原理，将输入模拟电压信号经过分压、滤波、数字化采样处理，以数字形式输出信号DC 0-5V。其测量电压范围宽DC 0-1200V,直接输入；响应时间快：光电隔离型<15us，调制型<150ms;精度高0.5%，稳定性好，体积小，重量轻，安装简便。

所述电流处理模块3采用环式霍尔感应原理，将输入模拟电流信号经过霍尔感应、滤波、数字化采样处理，以数字形式输出信号DC 0-5V。其环形结构、流式，穿孔输入，无插入损耗，体积小，重量轻，安装简便。测量电流范围宽，响应时间快<20us，精度高0.5%，稳定性好。

所述中央处理模块4通过模拟接口连接所述电压处理模块2和所述电流处理模块3，所述电源管理模块5为所述中央处理模块4供电。所述中央处理模块4通过主控芯片ADC端口分别接收所述电压处理模块2输出的信号和所述电流处理模块3输出的信号，根据预设的配置完成指定的操作，包括数据压缩、数据处理等功能，通过算法对于实时采集的电压、电流信号及时处理。如设备在长期监测太阳能电池板的电压、电流数据，无需实时传输显示数据，所述中央处理模块4在正常采集电压、电流数据时，经特定的算法处理，可将数据周期性上传至所述物联网云平台9，从而减少传输开销。

所述电源管理模块5采用直流宽电压输入DC-DC电源转换芯片，给系统中所述中央处理模块4供电。其电路结构简单，DC-DC电源转换芯片性能好，转换效率最高可达95%，输入电源形式可由外部电源直流开关电源提供，或单块太阳能电池板提供。

所述LoRa通信模块7和所述中央处理模块4通过串口互联，经过所述LoRa网关8低功耗广域网（LPWAN）将数据传输至物联网云平台9。本实施例中，LoRa无线通信是一种新型的低功耗通信技术，具有传输距离远、功耗低的优点。一个典型的LoRa基站的覆盖直径在10km以上，因此用户使用时，无需考虑传输范围的限制，避免了蓝牙、ZigBee、NFC等通信技术传输距离过近、影响用户自由活动的问题。

作为本监测系统的优化，还包括箱体6，所述电压处理模块2、所述电流处理模块3、所述中央处理模块4和所述电源管理模块5设置于所述箱体内，这样更方便本太阳能电池板自动监测系统的安装与运输，箱体还可以对内部模块进行有效的保护。

本实施例中，所述电压处理模块2为电压传感器21，所述电流处理模3块为电流传感器31。

为了进一步对本太阳能电池板自动监测系统内部模块进行有效的保护，在所述电压传感器21和所述电流传感器31的输入端分别设置有直流熔断器（22，32），可以有效防止太阳能电池板输入的电流过大烧毁本监测装置内部模块。

本实施例中，所述中央处理模块4可采用ST单片机STM8L151K4T6低功耗微处理器。

使用时，光伏发电系统中，预先对单块或者一组太阳能电池板安装本自动监测装置，然后将采集的当前太阳能电池板的电压、电流数据传输至中央处理模块4，并通过中央处理模块4的数据处理之后通过所述LoRa通信模块7无线连接所述LoRa网关8，所述所述LoRa网关8将同一节点下接收的所有LoRa通信模块7发出的数据上传至所述物联网云平台9，从而实现对光伏发电系统中太阳能电池板1的长期稳定的实时监测功能。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本实用新型所揭露的技术范围内，均可想到的变化或替换都涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求保护的范围为准。