基于NB-IOT通信的太阳能路灯的蓄电池监控控制器及方法与流程

本发明属于太阳能技术领域，特别是涉及一种基于nb-iot通信的太阳能路灯的蓄电池监控控制器及方法。

背景技术：

太阳能路灯虽然带来很多便利，但是太阳能路灯在实际使用时一旦产生损坏，则会给道路照明带来很多麻烦。随着物联网的快速发展，太阳能路灯的控制结合物联网技术，能够提高后台服务人员以及维修人员对太阳能路灯的远程监控。

太阳能路灯使用时，通过太阳能光伏板将光能转换成电能储存到蓄电池中；然后，再通过蓄电池为路灯供电；在此过程中，太阳能光伏板对蓄电池的充电以及蓄电池对路灯供电的检测与控制，对于实际太阳能路灯的使用效率，具有至关重要的作用。现有太阳能路灯尚未有对太阳能光伏板以及蓄电池高效实用的监测控制系统及方法。

为解决上述问题，本发明提供一种基于nb-iot通信的太阳能路灯的蓄电池监控控制器及方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供基于nb-iot通信的太阳能路灯的蓄电池监控控制器及方法，用以解决背景技术中提出的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为基于nb-iot通信的太阳能路灯的蓄电池监控控制器，包括：监控控制器以及pc管理平台；

所述监控控制器包括微处理器、mppt单元、led驱动单元、bms断电保护单元、存储单元以及nb-iot单元；所述微处理器顺次与led驱动单元、led灯电连接；所述微处理器顺次与mppt单元、太阳能光伏板电连接；所述微处理器顺次与bms断电保护单元、蓄电池电连接；

所述太阳能光伏板顺次与mppt单元、bms断电保护单元以及蓄电池电连接，用于为蓄电池充电；所述蓄电池顺次与bms断电保护单元、led驱动单元以及led灯电连接，用于为led灯供电；

所述mppt单元检测太阳能光伏板的光伏板电量信息并传递至微处理器；所述光伏板电量信息包括光伏板电压、光伏板电流以及光伏板功率；

所述bms断电保护单元检测蓄电池的蓄电池电量信息并传递至微处理器；所述蓄电池电量信息包括蓄电池电压；所述监控控制器通过nb-iot单元与pc管理平台通信连接；

所述存储单元内预存储充电电压阈值以及供电电压阈值；所述mppt单元检测到光伏板电压大于充电电压阈值，则所述微处理器控制断开led驱动单元并控制太阳能光伏板与蓄电池连通；所述mppt单元检测到光伏板电压小于供电电压阈值，则所述微处理器控制连通led驱动单元并断开太阳能光伏板与蓄电池的连通；

所述存储单元内预存储欠压报警阈值以及超压报警阈值；所述bms断电保护单元检测到蓄电池的放电电压小于欠压报警阈值，则微处理器控制断开led驱动单元与led灯的连通电路，并传递欠压报警信息pc管理平台；所述bms断电保护单元检测到蓄电池的充电电压大于超压报警阈值；则微处理器控制断开mppt单元与太阳能光伏板的连通电路，并传递超压报警信息至pc管理平台。

作为一种优选的技术方案，所述充电电压阈值大于供电电压阈值；所述充电电压阈值为3.3v；所述供电电压阈值为2.8v。

作为一种优选的技术方案，所述超压报警阈值大于欠压报警阈值；所述超压报警阈值为12.6v；所述欠压报警阈值为9.1v。

作为一种优选的技术方案，所述mppt单元检测到充电间断时间大于充电作为一种优选的技术方案，所述存储单元内预存储充电间断时间阈值；所述充电间断时间为mppt单元检测的太阳能光伏板电压不超过充电电压阈值的时间。

作为一种优选的技术方案，所述充电间断时间阈值为24h。

基于nb-iot通信的太阳能路灯的蓄电池监控方法，包括如下过程：

步骤一：mppt单元检测太阳能光伏板的光伏板电量信息并传递至微处理器；

步骤二：bms断电保护单元检测蓄电池的蓄电池电量信息并传递至微处理器；

步骤三：微处理器判断光伏板电压是否大于充电电压阈值；若是，则执行步骤四；若否，则执行步骤七；

步骤四：微处理器控制断开led驱动单元并控制太阳能光伏板与蓄电池连通；

步骤五：微处理器判断蓄电池的充电电压是否大于超压报警阈值；若是，则执行步骤六；若否，则微处理器控制太阳能光伏板持续为蓄电池充电；

步骤六：微处理器控制断开mppt单元与太阳能光伏板的连通电路；

步骤七：微处理器判断光伏板电压是否小于供电电压阈值；若是，则执行步骤八；若否，则微处理器控制蓄电池保持既不充电也不放电状态；

步骤八：微处理器控制断开太阳能光伏板与蓄电池的连通并控制蓄电池与led驱动单元的连通；

步骤九：微处理器判断蓄电池的放电电压小于欠压报警阈值；若是，则执行步骤十；若否，则微处理器控制蓄电池持续为led灯供电；

步骤十：微处理器控制断开led驱动单元与led灯的连通电路。

作为一种优选的技术方案，步骤六中微处理器传递超压报警信息至pc管理平台。

作为一种优选的技术方案，步骤十中微处理器传递欠压报警信息pc管理平台。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过检测光伏板电压是否大于充电电压阈值或者光伏板电压是否小于供电电压阈值；进而控制led驱动单元的通断以及太阳能光伏板与蓄电池的通断，保证系统运行的安全性以及稳定性。

2、本发明通过检测蓄电池的放电电压是否小于欠压报警阈值以及蓄电池的充电电压是否大于超压报警阈值；避免蓄电池供电电压过低进而导致微处理器断电，同时避免蓄电池充电电压过高导致的安全隐患，提高安全性以及蓄电池监测效率，便捷实用。

3、本发明若太阳能光伏板电压连续24小时不超过充电电压阈值，则太阳能光伏板可能存在损坏或者其他特殊因素导致不能正常接收太阳光照射，传递光伏板异常报警，能够尽早尽快的对太阳能光伏板进行维修，便捷高效。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的基于nb-iot通信的太阳能路灯的蓄电池监控控制器的结构示意图；

图2为本发明的基于nb-iot通信的太阳能路灯的蓄电池监控方法的流程图。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，本发明为基于nb-iot通信的太阳能路灯的蓄电池监控控制器，包括：监控控制器以及pc管理平台；监控控制器包括微处理器、mppt单元、led驱动单元、bms断电保护单元、存储单元以及nb-iot单元；微处理器顺次与led驱动单元、led灯电连接；微处理器顺次与mppt单元、太阳能光伏板电连接；微处理器顺次与bms断电保护单元、蓄电池电连接；

太阳能光伏板顺次与mppt单元、bms断电保护单元以及蓄电池电连接，用于为蓄电池充电；蓄电池顺次与bms断电保护单元、led驱动单元以及led灯电连接，用于为led灯供电；

mppt单元检测太阳能光伏板的光伏板电量信息并传递至微处理器；光伏板电量信息包括光伏板电压、光伏板电流以及光伏板功率；

bms断电保护单元检测蓄电池的蓄电池电量信息并传递至微处理器；蓄电池电量信息包括蓄电池电压；监控控制器通过nb-iot单元与pc管理平台通信连接；

存储单元内预存储充电电压阈值以及供电电压阈值；mppt单元检测到光伏板电压大于充电电压阈值，则微处理器控制断开led驱动单元并控制太阳能光伏板与蓄电池连通；mppt单元检测到光伏板电压小于供电电压阈值，则微处理器控制连通led驱动单元并断开太阳能光伏板与蓄电池的连通；具体的，充电电压阈值大于供电电压阈值；充电电压阈值为3.3v；供电电压阈值为2.8v；实际使用时，通过检测光伏板电压是否大于充电电压阈值或者光伏板电压是否小于供电电压阈值；进而控制led驱动单元的通断以及太阳能光伏板与蓄电池的通断，保证系统运行的安全性以及稳定性；

存储单元内预存储欠压报警阈值以及超压报警阈值；bms断电保护单元检测到蓄电池的放电电压小于欠压报警阈值，则微处理器控制断开led驱动单元与led灯的连通电路，并传递欠压报警信息pc管理平台；bms断电保护单元检测到蓄电池的充电电压大于超压报警阈值；则微处理器控制断开mppt单元与太阳能光伏板的连通电路，并传递超压报警信息至pc管理平台；具体的，超压报警阈值大于欠压报警阈值；超压报警阈值为12.6v；欠压报警阈值为9.1v；实际使用时，通过检测蓄电池的放电电压是否小于欠压报警阈值以及蓄电池的充电电压是否大于超压报警阈值；避免蓄电池供电电压过低进而导致微处理器断电，同时避免蓄电池充电电压过高导致的安全隐患，提高安全性以及蓄电池监测效率，便捷实用。

另外，mppt单元检测到充电间断时间大于充电间断时间阈值，则微处理向pc管理平台传递光伏板异常报警；实际上，存储单元内预存储充电间断时间阈值；充电间断时间为mppt单元检测的太阳能光伏板电压不超过充电电压阈值的时间；具体的，充电间断时间阈值为24h。实际使用时，若太阳能光伏板电压连续24小时不超过充电电压阈值，则太阳能光伏板可能存在损坏或者其他特殊因素导致不能正常接收太阳光照射，传递光伏板异常报警，能够尽早尽快的对太阳能光伏板进行维修，便捷高效。

请参阅图2所示，基于nb-iot通信的太阳能路灯的蓄电池监控方法，包括如下过程：

步骤一：mppt单元检测太阳能光伏板的光伏板电量信息并传递至微处理器；

步骤二：bms断电保护单元检测蓄电池的蓄电池电量信息并传递至微处理器；

步骤三：微处理器判断光伏板电压是否大于充电电压阈值；若是，则执行步骤四；若否，则执行步骤七；

步骤四：微处理器控制断开led驱动单元并控制太阳能光伏板与蓄电池连通；

步骤五：微处理器判断蓄电池的充电电压是否大于超压报警阈值；若是，则执行步骤六；若否，则微处理器控制太阳能光伏板持续为蓄电池充电；

步骤六：微处理器控制断开mppt单元与太阳能光伏板的连通电路；另，微处理器传递超压报警信息至pc管理平台；

步骤七：微处理器判断光伏板电压是否小于供电电压阈值；若是，则执行步骤八；若否，则微处理器控制蓄电池保持既不充电也不放电状态；

步骤八：微处理器控制断开太阳能光伏板与蓄电池的连通并控制蓄电池与led驱动单元的连通；

步骤九：微处理器判断蓄电池的放电电压小于欠压报警阈值；若是，则执行步骤十；若否，则微处理器控制蓄电池持续为led灯供电；

步骤十：微处理器控制断开led驱动单元与led灯的连通电路；另，微处理器传递欠压报警信息pc管理平台。

实际使用时，通过充电电压阈值以及供电电压阈值的设定，保证蓄电池充电与放电的单独稳定进行；另外，检测蓄电池的放电电压是否小于欠压报警阈值以及蓄电池的充电电压是否大于超压报警阈值；避免蓄电池供电电压过低进而导致微处理器断电，同时避免蓄电池充电电压过高导致的安全隐患。

值得注意的是，上述系统实施例中，所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述各实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，相应的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。