本发明涉及太阳能发电技术领域，具体的说是基于zigbee的农村家用太阳能发电站智能自检维护装置。
背景技术
近年来，世界能源转型加速，我国政府对太阳能发电技术大力支持。在国内，尤其是农村，越来越多的家庭选择安装了家用太阳能发电站，政府对使用家用太阳能发电站的用户，每年会根据其供给电网局的实际发电量给予补贴。这种经济又环保的供电方式，受到了不少人的青睐。对于一个投资可获利20年以上的家用电器来说，其良好的售后保养及维修是有效保证发电站高效、长期正常发电的重要方法，然而，大多数用户缺少对于家用太阳能发电站的专业知识，没有一个可以直观获知自家发电站情况数据的渠道，疏忽对其的保养和维护，再加上商家“被动”的售后维修方式，使得家用太阳能发电站无法得到及时的修理维护，产生一笔本可以避免的维修费。
技术实现要素：
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于zigbee的农村家用太阳能发电站智能自检维护装置，具备便于用户检查维护、制作成本低等优点，解决了太阳能发电过程中维护成本高的问题。
（二）技术方案
为实现上述太阳能发电过程中维护成本高的目的，本发明提供如下技术方案：一种基于zigbee的农村家用太阳能发电站智能自检维护装置，包括蓄电池组、太阳能电池板、zigbee模块、开源电子原型平台、通信模块、云服务器、系统后台，所述蓄电池组与所述太阳能电池板通过导线相连接，所述蓄电池组采用阀控式铅酸蓄电池，所述蓄电池的线路上加载有数百赫兹的交流信号并通过交流测量法测量所述蓄电池组的内阻；所述太阳能电池板上安装有功率传感器，所述功率传感器每隔固定时间对所述太阳能电池板上的输出功率进行检测并计算出太阳能电池板的功率密度；所述zigbee模块与各交流信号节点、各功率传感器的节点相连接，所述zigbee模块通过串口与开源电子原型平台相连接，所述开源电子原型平台通过通信模块以及gprs网络与所述云服务器相连接以进行信息数据传输，所述云服务器与所述系统后台相连接；所述云服务器通过通信模块以及gprs网络与客户移动智能设备相连接，所述客户移动智能设备接收云服务器传递的信息数据。
优选地，所述交流测量法通过测量所述交流信号导致的由受影响的交流电电流产生的横贯每个电池单元的交流电压降，除以加载的交流电安培数计算出蓄电池的内阻，所述交流信号在施加时采用5～20a电流。
优选地，所述功率传感器每隔6小时采集到的功率数据并计算出该段时间内所述太阳能电池板输出功率的密度并与理论值进行比较。
优选地，所述zigbee模块采用cc2430芯片，所述cc2430芯片内部整合了准的2.4ghz的rf无线电收发机、内存和微控制器。
优选地，所述开源电子原型平台采用arduino微控制器，所述通信模块采用sim900a模块。
（三）有益效果
与现有技术相比，本发明提供了基于zigbee的农村家用太阳能发电站智能自检维护装置，具备以下有益效果：
1、该zigbee模块与各交流信号节点、各功率传感器的节点相连接，并且通过串口与开源电子原型平台相连接，所述开源电子原型平台通过通信模块以及gprs网络与所述云服务器相连接以进行信息数据传输，所述云服务器与所述系统后台相连接；所述云服务器通过通信模块以及gprs网络与客户移动智能设备相连接，所述客户移动智能设备接收云服务器传递的信息数据，采集的蓄电池内阻、太阳能电池板的功率密度通过zigbee协议将信息传输到总的zigbee模块，zigbee模块通过串口与arduino微控制器相连接将数据传递至arduino微控制器，进而通过通信模块以及gprs网络传递至云服务器，通过系统后台进行分析处理，将相应的处理措施以及蓄电池组的内阻信息、剩余容量、剩余寿命、太阳能电池板的输出功率密度输送至客户移动智能设备，便于用户随时了解家用太阳能发电站的使用情况，节省维护保养费用，并且通过数据处理绘成曲线图，以便用户直观的看到家用太阳能发电站中太阳能电池板、蓄电池组的使用状况，从而进行有效的维护。
2、该arduino微控制器、sim900a模块的价格低廉，市场价仅为十几元，保证了本发明整体制作成本处于较低水平，支持大规模生产。
附图说明
图1为蓄电池放电时电流电压状态图；
图2为蓄电池内阻与电容量关系图；
图3为本发明结构原理示意图。
图中：1、蓄电池组；2、太阳能电池板；3、zigbee模块；4、开源电子原型平台；5、通信模块；6、云服务器；7、系统后台；8、交流信号；9、功率传感器；10、gprs网络；11、客户移动智能设备。
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。
请参阅图3，一种基于zigbee的农村家用太阳能发电站智能自检维护装置，包括蓄电池组1、太阳能电池板2、zigbee模块3、开源电子原型平台4、通信模块5、云服务器6、系统后台7，蓄电池组1与太阳能电池板2通过导线相连接，蓄电池组1采用阀控式铅酸蓄电池，蓄电池的线路上加载有数百赫兹的交流信号8并通过交流测量法测量蓄电池组1的内阻；太阳能电池板2上安装有功率传感器9，功率传感器9每隔固定时间对太阳能电池板2上的输出功率进行检测并计算出太阳能电池板2的功率密度；zigbee模块3与各交流信号8节点、各功率传感器9的节点相连接，zigbee模块3通过串口与开源电子原型平台4相连接，开源电子原型平台4通过通信模块5以及gprs网络10与云服务器6相连接以进行信息数据传输，云服务器6与系统后台7相连接；云服务器6通过通信模块5以及gprs网络10与客户移动智能设备11相连接，客户移动智能设备11接收云服务器6传递的信息数据。
本发明中，交流测量法通过测量交流信号8导致的由受影响的交流电电流产生的横贯每个电池单元的交流电压降，除以加载的交流电安培数计算出蓄电池的内阻，交流信号8在施加时采用5～20a电流，这样就可以避免在测量期间使蓄电池的电压低于它的开路电压；功率传感器9每隔6小时采集到的功率数据并计算出该段时间内太阳能电池板2输出功率的密度并与理论值进行比较，若功率密度低于0.5mw/cm2，则表示太阳能电池板2需要清洁，否则等待下次测量；zigbee模块3采用cc2430芯片，cc2430芯片内部整合了准的2.4ghz的rf无线电收发机、内存和微控制；开源电子原型平台4采用arduino微控制器，通信模块5采用sim900a模块。
工作原理：使用时，请参阅图1、图2，阀控式铅酸蓄电池的内阻与其剩余容量、剩余寿命有着密切关系，蓄电池内阻上升到一定程度时有效容量会相应下降，当蓄电池的内阻超过一定范围蓄电池将会达到不稳定的状态，通过交流测量法实时监测蓄电池的内阻来判断蓄电池是否处于健康状态，交流测量法通过测量交流信号8导致的由受影响的交流电电流产生的横贯每个电池单元的交流电压降，除以加载的交流电安培数计算出蓄电池的内阻。
太阳能电池板2上的灰尘沉积会降低太阳能电池板2的发电效率，甚至使整个太阳能组件损坏，灰尘主要影响太阳能电池板2的短路电流，在目前太阳能电池板2本身转化效率较低的前提下，单位面积内微量的灰尘会严重影响发电效果，在功率传感器9每隔六小时收集到的输出功率数据并计算出该段时间内太阳能电池板2的输出功率密度与理论值相比较，若功率密度低于0.5mw/cm2，则表示太阳能电池板2需要清洁，否则等待下次测量。
采集的蓄电池内阻、太阳能电池板2的功率密度通过zigbee协议将信息传输到总的zigbee模块3，zigbee模块3通过串口与arduino微控制器相连接将数据传递至arduino微控制器，进而通过通信模块5以及gprs网络10传递至云服务器6，通过系统后台7进行分析处理，将相应的处理措施以及蓄电池组1的内阻信息、剩余容量、剩余寿命、太阳能电池板2的输出功率密度输送至客户移动智能设备11，便于客户做出相应处理。
综上，该发明便于用户随时了解家用太阳能发电站的使用情况，节省维护保养费用，并且通过数据处理绘成曲线图，以便用户直观的看到家用太阳能发电站中太阳能电池板2、蓄电池组1的使用状况，从而进行有效的维护；同时该arduino微控制器、sim900a模块的价格低廉，市场价仅为十几元，保证了本发明整体制作成本处于较低水平，支持大规模生产。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。