一种基于物联网的太阳能光伏监测系统节点电路的制作方法_2

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第三电容C3的另一端、第四电容C4的另一端、第五电容 C5的负极、第六电容C6的另一端、第七电容C7的另一端、第八电容C8的另一端连接后接 地;第六芯片U6的第一管脚(GND管脚)接地,第二管脚(Vin管脚)与外接电源VCC相连 接,第三管脚(V0管脚)与第二十六电容C26的负极、第二十三电阻R23的一端、第二十五 电容R25的一端相连接并接地,第四管脚(V+管脚)与第二十六电容C26的正极、第二十三 电阻R23的另一端、第二十五电阻R25的另一端相连接后接外接电源VCC2 ;第三芯片U3的 第二管脚(GND管脚)接地,第三管脚(V0UT管脚)与第二保险丝F2的一端相连接;第二保 险丝F2的另一端与第一双向二极管TVl的一端、第九电容C9的正极相连接后作为供电端 24V-0,第一双向二极管TVl的另一端与第九电容C9的负极相连接并接地; 所述的第二芯片U2的型号为K7803,第三芯片U3的型号为LM7824,第六芯片U6的型 号为B0305S。所述的参数采集模块包括电流采集电路、电压采集电路、辐照度传感器、温度 传感器,其中电流采集电路包括第四芯片U4、电阻R3~R4、电容ClO~Cll、稳压二极管Zl、 接口 P2,电压采集电路包括电阻R5~R6、稳压二极管Z2、电容C12,辐照度传感器包括接口 P4、二极管D3、稳压二极管Z3、电阻R18~R19,温度传感器包括第八芯片U8、电阻R7 ;第四 芯片U4的第一管脚(RS+管脚)与第二管脚(VCC管脚)、太阳能电池板V-S0LAR、第十电容 ClO的一端、第三电阻R3的一端相连接;第四芯片U4的第四管脚(GND管脚)与第十电容 ClO的另一端连接后接地;第四芯片U4的第八管脚(RS-管脚)与第三电阻R3的另一端、第 二接口 P2的第一管脚相连接后作为负载接口;第二接口 P2的第二管脚接地;第四芯片U4 的第五管脚(OUT管脚)与第四电阻R4的一端相连接;第四电阻R4的另一端与第十一电容 Cll的一端、第一稳压二极管Zl的阴极相连接后接第一芯片Ul的第十九管脚(PB1管脚); 第十一电容Cll的另一端与第一稳压二极管Zl的阳极相连接并接地;第五电阻R5的一端 接太阳能电池板V-SOLAR,另一端与第六电阻R6的一端、第二稳压二极管Z2的阴极、第十二 电容C12的一端相连接后接太阳能电池板V-SOLAR ;第六电阻R6的另一端与第二稳压二极 管Z2的阳极、第十二电容C12的另一端相连接并接地;第十八电阻R18的一端与太阳能电 池板电源模块的供电端24V-0相连接,另一端与第三二极管D3的阳极相连接;第三二极管 D3的阴极与第四接口 P4的第一管脚相连接;第四接口 P4的第二管脚与第三稳压二极管Z3 的阴极、第十九电阻R19的一端相连接后接第一芯片Ul的第十管脚(ΡΑ0管脚);第三稳压 二极管Z3的阳极与第十九电阻R19的另一端相连接并接地;第八芯片U8的第一管脚(GND 管脚)接地,第二管脚(DQ管脚)与第七电阻R7的一端相连接后接第一芯片Ul的第四十三 管脚(PB7管脚),第三管脚(VCC管脚)与第七电阻R7的另一端连接后接外接电源VCC ; 所述的第四芯片U4的型号为MAX4080-TASA,第八芯片U8的型号为DS18B20。
[0006] 所述的通信模块包括有线通信模块、无线通信模块、接口 P5,其中有线通信RS485 模块包括第七芯片U7、电阻R24~R27、双向二极管TV2~TV4、保险丝F3~F4、电容C27~ C28,无线通信模块包括无线芯片JC ;第七芯片U7的第一管脚(VDDl管脚)与第二十七电容 C27的一端连接后接外接电源VCC,第十六管脚(VDD2管脚)与第二十八电容C28的一端连 接后接外接电源VCC2,第二管脚(GNDl管脚)与第二十七电容C27的另一端连接后接地,第 十五管脚(GND2管脚)与第二十八电容C28的另一端连接后接地,第八、九管脚(GND1、GND2 管脚)接地,第三、六管脚(RXD、TXD管脚)分别与单片机控制芯片Ul的第十三管脚(PA3管 脚)、第十二管脚(PA2管脚)相连接,第四管脚管脚)与第五管脚(DE管脚)连接后接单 片机控制芯片Ul的第^^一管脚(PA1管脚),第七管脚(PV管脚)与单片机最小系统电路中 第十四电阻R14的另一端相连接,第十二管脚(A管脚)与第二十五电阻R25的一端连接,第 十三管脚(B管脚)与第二十四电阻R24的一端连接,第十六管脚与第二十八电容C28的另 一端连接后接外接电源VCC2,其他管脚架空;第二十四电阻R24的另一端与第二十六电阻 R26的一端、第二双向二极管TV2的一端、第三双向二极管TV3的一端、第三保险丝F3的一 端连接;第二十五电阻R25的另一端与第二十六电阻R26的另一端、第三双向二极管TV3的 另一端、第四双向二极管TV4的一端、第四保险丝F4的一端连接;第二双向二极管TV2的另 一端接外壳地PGND,第四双向二极管TV4的另一端与第二十七电阻R27的一端连接后接外 壳地PGND ;无线芯片JC的第一管脚接电源VCC,第二管脚接地,第四、五管脚分别与单片机 最小系统电路中第十三电阻R13的另一端、第十二电阻R12的另一端相连接,第六、七管脚 分别与单片机控制芯片Ul的第四十六管脚PB9、第四十五管脚PB8连接;第三保险丝F3的 另一端与第五接口 P5的第一、三脚相连接,第四保险丝F4的另一端与第五接口 P5的第二、 四脚相连接;第二十七电阻R27的另一端接地。
[0007] 所述的第七芯片U7的型号为ADM2483,无线芯片JC的型号为CCl 101,第五接口 P5 的型号为RS485。
[0008] 所用的保险丝F3~F4的型号均为SMD0805-010,双向二极管TV2~TV4的型号均 为 SMBJIOCA〇
[0009] 工作过程如下:参数采集模块包括辐照度传感器、温度传感器、电压采集电路、电 流采集电路,它们将采集到的光伏强度、温度、电压、电流等模拟量经过A/D转换后变成数 字量,并将这些数字量传给数据处理模块,数据处理模块将处理后的数据可以通过无线通 信模块或有线通信模块传输给基站;同时数据处理模块可以将数据存储在存储器中,用户 可以查询历史数据。整个节点电路的太阳能电池板电源模块都是由太阳能电池板经过电源 电路转换成系统可用的电源。
[0010] 本发明的有益效果是: 1、结合工程实际,本发明提出新的评价指标,将分布式光伏发电系统运行参数建立评 价指标体系,弥补了现有系统中指标单一、系统性不强的特点。
[0011] 2、本发明会根据不同客户需求,提供个性化服务,让服务类型更加人性化,多样 化。
[0012] 3、本系统能够构建整套数据库系统,实现了对光伏资源信息、电压、电流、温度、辐 照度的存储与统计分析,为电网控制、制定发电计划,经济与技术评价提供关键信息。
[0013] 4、本发明所提供的系统结构简单,操作方便,易于维护,可嵌入各种光伏阵列中。
[0014] 5、通过多种通讯技术,实现现场监测数据的实时传输,保证了数据传输的可靠性 和实时性,并且能对历史数据进行记录,以便对系统进行性能评估及故障诊断。
[0015] 6、本发明系统可以实现太阳能光伏分布式发电,统一参数监控,应用范围广阔。
【附图说明】
[0016] 图1为本发明系统图; 图2为单片机最小系统电路的电路图,其中a为第一芯片部分电路,b为滤波电容部分 电路,c为RTC电池部分电路,d为SWD接口部分电路,e为启动模式部分电路;图3为单片 机扩展功能电路的电路图,其中a为地址设定部分电路,b为铁电FRAM部分电路,c为按键 部分电路,d为蜂鸣器部分电路,e为指示灯部分电路; 图4为电源电路的电路图,其中a为接太阳能板部分电路,b为金升阳DC/DC模块部分 电路,c为金升阳模块3. 3V变5V隔离部分电路,d为变压器供电部分电路; 图5为参数采集模块的电路图,其中a为电流检测部分电路,b为电压检测部分电路,c 为辐照变送器部分电路,d为温度检测部分电路; 图6为通信模块的电路图,其中a为有线通信部分电路,b为无线通信部分电路,c为接 口部分电路。
【具体实施方式】
[0017] 下面,结合附图对本发明专利做进一步说明。
[0018] 如图1所示,本发明一种基于物联网的太阳能光伏监测系统节点电路,包括参数 采集模块、数据处理模块、太阳能电池板电源模块、通信模块、存储器,其中参数采集模块包 括辐照度传感器、温度传感器、电压采集电路、电流采集电路,通信模块主要包括无线通信 模块、有线通信模块;参数采集模块的输出端与数据处理模块的输入端相连接,数据处理模 块的三个输出端分别与存储器的输入端、无线通信模块的输入端、有线通信模块的输入端 信号连接,太阳能电池板电源模块为参数采集模块、数据处理模块、通信模块供电。
[0019] 所述的数据处理模块包括单片机最小系统电路、单片机扩展功能电路; 如图2所示,所述的单片机最小系统电路包括单片机控制芯片U1,滤波电路,RTC电池 B0, SWD接口 P3,启动模式电路,晶振Yl~Y2,电阻R9~R14、R28,电容C13~C15、C22~ C23,其中滤波电路包括电容C16~C21,启动模式电路包括电阻
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