一种具有无线组网功能的自适应太阳能装置数据采集装置制造方法
【专利摘要】本实用新型属涉及一种具有无线组网功能的自适应太阳能装置数据采集装置，包括四个部分：电源电路、微处理器、数据采集电路以及无线通讯模块，电源电路有两路输出分别与微处理器和无线模块连接，微处理器分别与无线通讯模块和数据采集电路连接；数据采集电路的信号输入端连接太阳能装置蓄电池、太阳能装置电池板；微处理器连接输出控制装置，输出控制装置由电源电路供能；无线通讯模块是通过ISM频段无线通讯模块的数据通讯协议形成多个无线子网，通过无线子网与微处理器连接并进行数据交换；ISM频段无线通讯模块具有应用系统中唯一识别码。本实用新型旨在以无线通讯的方式解决了现有同类管理系统受地理环境位置限制，覆盖范围有限，成本过高等问题。
【专利说明】—种具有无线组网功能的自适应太阳能装置数据采集装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于太阳能装置数据采集装置，特别是涉及一种具有无线组网功能的自适应太阳能装置数据采集装置。
【背景技术】
[0002]现有的太阳能监控管理系统，受地理、环境、位置、覆盖范围等影响，无法实现对装置的实时状态监测和管理，因此，在项目调试和实施阶段，需要大量的人力和物力完成对装置的监测和管理，不但成本很高，而且无法实现系统的全面、实时的跟踪和监控。在系统正式运行后，一方面，需要定期对系统进行人工巡检，大大增加了系统的运营成本；另一方面，很难实现系统的扩展。
【发明内容】
[0003]发明目的:本实用新型一种具有无线组网功能的自适应太阳能装置数据采集和输出控制装置，其目的在于针对现有系统的管理不足和成本问题，提供一种具有无线组网功能的自适应太阳能装置数据采集和输出控制装置。
[0004]技术方案:
[0005]为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案:
[0006]一种具有无线组网功能的自适应太阳能装置数据采集装置，其特征在于:该装置主要由4个部分的电路组成，分别为电源电路、微处理器、数据采集电路以及无线通讯模块，电源电路分别与微处理器和无线模块连接，微处理器分别与无线通讯模块和数据采集电路连接；数据采集电路的信号输入端连接太阳能装置蓄电池、太阳能装置电池板；微处理器连接输出控制装置，输出控制装置连接电源电路，并由电源电路供能；所述的无线通讯模块是通过ISM频段无线通讯模块的数据通讯协议形成多个无线子网，通过无线子网与微处理器连接并进行数据交换；ISM频段无线通讯模块具有应用系统中唯一识别码。
[0007]所述的数据采集电路为两路，分别连接太阳能装置中的太阳能装置蓄电池(I)和太阳能装置电池板(2)，两路电路分别设有熔断器F1、F2 ;在太阳能装置蓄电池(I)相连的电路上，电阻Rl_l与电阻Rl_2、电阻Rl_3、电阻Rl_4组成的并联电阻串联，串联处连接到微处理器Ul的2脚，其中的电阻Rl_3、电阻Rl_4与跳线装置Wl_l、Wl_2串联；在太阳能装置电池板(2 )相连的电路上，电阻R2_l与电阻R2_2、电阻R2_3、电阻R2_4组成的并联电阻串联，串联处连接到微处理器Ul的I脚，其中的电阻R2_3、电阻R2_4与跳线装置W2_l、W2_2 串联；采集点 VDl 和 VD2 设置在串联处，电阻 R1_1、R1_2、R1_3、R1_4、R2_1、R2_2、R2_3和R2_4、均为1%精度的高精度电阻，用于分压。
[0008]所述的电源电路与太阳能装置蓄电池相连。
[0009]优点及效果:
[0010]与现有管理系统相比，该系统具有自动、实时、直观的特点，覆盖范围广，数据通讯过程中无需人为干预，既可以提高工作效率，又可以降低运营成本等优点。应用系统通过无线组网实现对装置的分散管理，解决了现有太阳能装置管理系统受地理环境位置限制，覆盖范围有限，成本过高等问题；同时，该装置为应用系统提供了扩展性，可以根据不同的采集对象，替换相应的采集装置，从而实现不同目标的远程控制和管理，实现更广泛的应用。
[0011]【专利附图】
【附图说明】:
[0012]图1为本实用新型的具有无线组网功能的自适应数据采集装置功能结构图；
[0013]图2为本实用新型的具有无线组网功能的自适应数据采集装置电路原理图。
[0014]图中标记:1.太阳能装置蓄电池、2.太阳能装置电池板、4.第一控制端口、5.第二控制端口、6.1SM频段无线通讯模块。
[0015]【具体实施方式】:
[0016]下面根据附图对本实用新型进行详细描述:
[0017]本实用新型为一种具有无线组网功能的自适应太阳能装置数据采集装置，包括四个部分:电源电路、微处理器、数据采集电路以及无线通讯模块，见图1所示，各部分的功能和实施方案如下:
[0018]该装置是以微处理器为核心的数据采集装置(见图1所示)，在本系统中具有唯一的识别码(识别码由设备的制造商统一管理)，实现太阳能装置运行参数的数据采集功能的无线通讯功能。
[0019]1.数据采集电路:
[0020]该电路是具有过流保护的自适应的两路数据电压采集电路，分别与太阳能装置蓄电池1、太阳能装置电池板2连接，实现太阳能装置中的蓄电池和太阳能电池板的电压和电流的参数采集。使用时可以根据实际的需求，无需更换采集装置，只要更改跳线装置的位置，便可以实现不同电压等级的采集，如:12V、24V和48V等，因此具有自适应的功能。每路采集电路，在电路的输入端，设计了过流保护的装置，避免因电流过大或使用不当导致对装置的破坏，该保护装置为的可插拔式保险丝，利于使用过程中的更换。
[0021]工作原理图和参数见图2所示，Ul为具有A/D接口的微处理器，A/D端口参考电压为 3.3V ;电阻 Rl_l、Rl_2、Rl_3、Rl_4、R2_l、R2_2、R2_3 和 R2_4、均为 1% 精度的高精度电阻，用于分压；R1_5、Rl_6、R2_5、R2_6，均为下拉电阻，其阻值远大于分压电阻(因此不影响采集电路的精度)，用于微处理器端口状态的判断；VD1和VD2分别为2路电压的采集点，与微处理器的管脚I和管脚2连接，W1_1、W1_2、W2_1和W2_2为跳线装置，在本实用新型中的作用为两个，分别为改变当前电路的参数和提供检测量程的判断。
[0022]I)量程1:输入电压的上限为12V。
[0023]跳线装置无效，即R1_3、R1_4、R2_3和R2_4均处于断路状态，根据串联电路的分压原理，此时VDl和VD2电压不大于3.3V，满足微处理器的端口要求，可以实现正确的数据采集；
[0024]2)量程2:输入电压的上限为24V。
[0025]跳线装置Wl_l和W2_l接入电路，即Rl_3、和R2_3接入电路，并分别与Rl_2和R2_2并联，从而改变了 VDl和VD2的电压值，根据串联电阻的分压原理计算可知，此时VDl和VD2电压不大于3.3V，满足微处理器的端口要求。同时由于Wl_l和W2_l的另外一端分别连接微处理器的I/O 口，因此微处理器可以根据对端口状态的判断，自动识别当前的检测电压的量程范围，然后进行相关的运算，从而得到正确的采集数据；
[0026]3)量程3:输入电压的上限为48V。
[0027]跳线装置W1_1、W1_2、W2_1 和 W2_2 均接入电路，即 Rl_3、Rl_4、R2_3 和 R2_4 接入电路，并分别与Rl_2和R2_2并联，从而改变了 VDl和VD2的电压值，根据串联电阻的分压原理计算可知，此时VDl和VD2电压不大于3.3V，满足微处理器的端口要求，同时由于Wl_l、Wl_ 2和W2_l、W 2 _ 2的另外一端分别连接微处理器的I/O 口，因此微处理器可以根据对端口状态的判断，自动识别当前的检测电压的量程范围，然后进行相关的运算，从而得到正确的采集数据；
[0028]由上述的使用方法可知，本部分的电路，在不更改软件及硬件电路的情况下，可以根据用户的需求，自动实现多电压量程的检测，在方便用户使用的同时，大大降低了硬件的成本、实施成本以及因多种类产品维护和维修带来的人力成本。
[0029]2.无线通讯模块:
[0030]该装置安装有ISM频段无线通讯模块6，多个数据采集装置通过无线数据通讯协议与具有GPRS通讯功能的远程控制装置进行无线通讯从而组成无线子网，远程控制装置以时分多址的数据通讯方式，实现与各采集装置的通讯。
[0031]3.电源电路:如图1所示，本装置的电源无需连接外部电源，所用电源为本身的太阳能装置蓄电池I对微处理器、无线模块和输出控制装置以及所有的电路及电子元件进行供电。
[0032]4.微处理器:如图1所示，微处理器负责处理由数据采集电路所采集而来的数据，并将这些数据通过无线通讯模块进行传递，同时也可连接其他控制设备，使装置起到控制作用。微处理器的型号为:LPC213X。所述的第一控制端口 4、第二控制端口 5与图1中的输出控制装置1、2连接。
[0033]具体操作步骤如下:
[0034]1、数据采集装置的初始化。使用前，完成每个具有无线组网功能数据采集装置的初始化，设置唯一的编号，即ID号，并将该ID录入到应用系统的数据库中，该功能只限于设备厂商，保证设备编号的唯一'I"生。
[0035]2、检测量程设置。安装时，根据实际情况，给每个数据采集装置的采集电路设置跳线位置，实现不同量程的数据采集。
[0036]3、输出控制连接。根据系统的实际要求，通过接线端子连接输出控制装置。
[0037]4、应用扩展。根据需求，为每个网络添加采集装置，数量200个以下，通过ID等管理，构建无线子网及网络的扩建。
【权利要求】
1.一种具有无线组网功能的自适应太阳能装置数据采集装置，其特征在于:该装置主要由4个部分的电路组成，分别为电源电路、微处理器、数据采集电路以及无线通讯模块，电源电路分别与微处理器和无线模块连接，微处理器分别与无线通讯模块和数据采集电路连接；数据采集电路的信号输入端连接太阳能装置蓄电池、太阳能装置电池板；微处理器连接输出控制装置，输出控制装置连接电源电路，并由电源电路供能；所述的无线通讯模块是通过ISM频段无线通讯模块的数据通讯协议形成多个无线子网，通过无线子网与微处理器连接并进行数据交换；ISM频段无线通讯模块具有应用系统中唯一识别码。
2.根据权利要求1所述的具有无线组网功能的自适应太阳能装置数据采集装置，其特征在于:所述的数据采集电路为两路，分别连接太阳能装置中的太阳能装置蓄电池(I)和太阳能装置电池板(2)，两路电路分别设有熔断器F1、F2 ;在太阳能装置蓄电池(I)相连的电路上，电阻Rl_l与电阻Rl_2、电阻Rl_3、电阻Rl_4组成的并联电阻串联，串联处连接到微处理器Ul的2脚，其中的电阻Rl_3、电阻Rl_4与跳线装置Wl_l、Wl_2串联；在太阳能装置电池板(2 )相连的电路上，电阻R2_l与电阻R2_2、电阻R2_3、电阻R2_4组成的并联电阻串联，串联处连接到微处理器Ul的I脚，其中的电阻R2_3、电阻R2_4与跳线装置W2_l、W2_2 串联；采集点 VDl 和 VD2 设置在串联处，电阻 R1_1、R1_2、R1_3、R1_4、R2_1、R2_2、R2_3和R2_4、均为1%精度的高精度电阻，用于分压。
3.根据权利要求1所述的具有无线组网功能的自适应太阳能装置数据采集装置，其特征在于:所述的电源电路与太阳能装置蓄电池相连。
【文档编号】G08C17/02GK204256932SQ201420772841
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月10日 优先权日:2014年12月10日
【发明者】付丽华, 王卫, 付强, 赵云鹏, 梁爽, 赵元 申请人:沈阳工学院, 付丽华, 中伏新能源科技(上海)有限公司