基于STM32的太阳能电量计系统

本发明涉及电量监测设备，具体为基于stm32的太阳能电量计系统。

背景技术：

1、太阳能电量计系统是一种用于监测和记录太阳能电池板产生的电能输出的设备，基于stm32的太阳能电量计系统可以通过使用stm32微控制器和相关的传感器、通信模块和显示屏等组件来实现对太阳能产生的电量进行监测、计量。

2、现有技术中，如中国专利申请为：cn208369225u的“一种物联型太阳能发电并网电量计量和控制装置”，系统包括继电器、电源电路模块、计量控制芯片、gsm通信模块、电流采样电路、电压采样电路和液晶屏，通过对太阳能发出的电进行电流和电压的准确检测，计算得出功率并累计电量，通过存储芯片进行存储相关数据，通过液晶屏进行实时参数显示，通过gsm通信模块，可上传至服务器。

3、但现有技术中，在对太阳能发电的电量进行计量时，多采用总发电量计量，通过对每块太阳能发电板的功率进行实时监测，可以累积计算出整个系统的总发电量，但是缺乏对发电的电流和电压进行实时监测措施，导致无法实现对太阳能电池板的输出情况进行实时监测，无法计算实时的电能输出，更无法进行数据记录和分析，不利于系统的能源管理、性能评估以及故障诊断。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供基于stm32的太阳能电量计系统，以解决上述背景技术提出的在对太阳能发电的电量进行计量时，多采用总发电量计量，通过对每块太阳能发电板的功率进行实时监测，可以累积计算出整个系统的总发电量，但是缺乏对发电的电流和电压进行实时监测措施，导致无法实现对太阳能电池板的输出情况进行实时监测，无法计算实时的电能输出，更无法进行数据记录和分析，不利于系统的能源管理、性能评估以及故障诊断的问题。

2、本发明通过电能监测系统对太阳能电池板产生的电能进行监测、计量，此时电流监测模块对太阳能电池板产生的电流进行实时监测，同时电压监测模块对太阳能电池板产生的电压进行实时监测，通过对太阳能发电系统中的电流和电压进行实时监测，可以对每块发电板的运行状态进行精确的监测，便于快速的发现系统运行时的问题，提升发电效率和发电的稳定性。

3、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于stm32的太阳能电量计系统，包括电能监测系统、数据记录系统、数据通信系统、节能管理系统、显示和操作系统和安全控制系统，所述电能监测系统用于对太阳能电池板产生的电能进行监测、计量，所述电能监测系统包括电流监测模块和电压监测模块，所述电流监测模块用于对太阳能电池板产生的电流进行实时监测，所述电压监测模块用于对太阳能电池板产生的电压进行实时监测；

4、所述数据记录系统用于对电能监测系统监测到的电能输出数据进行记录；

5、所述数据通信系统用于对数据记录系统记录的数据进行通信传输；

6、所述节能管理系统用于根据数据记录系统记录的数据对整个太阳能发电系统进行节能管理、控制；

7、所述显示和操作系统用于操作人员与系统进行人机交互；

8、所述安全控制系统用于对太阳能电量计系统进行安全保护。

9、优选的，所述电流监测模块包括电流传感器模块和第一模数转换器，所述电流传感器模块和第一模数转换器用于将太阳能电池板输出的电流信号转换为数字信号。

10、优选的，所述电压监测模块包括电压传感器和第二模数转换器，所述电压传感器和第二模数转换器用于将太阳能电池板输出的电压信号转换为数字信号。

11、优选的，所述数据记录系统包括数据采集模块、数据存储模块、数据处理模块、数据查询模块、数据分析模块和数据安全与备份模块，所述数据采集模块用于采集太阳能电量计系统中的太阳能电池板的电压、电流、温度、系统的运行状态、故障信息；

12、所述数据存储模块用于采集到的数据进行存储；

13、所述数据处理模块用于对采集到的数据进行清洗、归档和聚合；

14、所述数据查询模块用于查询实时数据、历史数据、生成报表；

15、所述数据分析模块用于对采集到的数据进行分析处理；

16、所述数据安全与备份模块用于对采集到的数据进行安全保护和备份。

17、优选的，所述数据通信系统包括蓝牙传输模块、wi-fi传输模块和lora传输模块，所述蓝牙传输模块用于系统使用蓝牙与外部进行数据传输，所述wi-fi传输模块用于系统使用wi-fi与外部进行数据传输，所述lora传输模块用于系统使用lora与外部进行数据传输。

18、优选的，所述节能管理系统包括能源报告与可视化模块、节能策略与优化模块和能源监控与控制模块，所述能源报告与可视化模块用于生成能源使用报告和可视化界面，向用户展示能源使用情况、节能效果信息，帮助用户进行决策和管理，所述节能策略与优化模块用于根据数据分析结果，制定节能策略并优化能源使用，调整设备运行参数、优化运行时段、实施能源管理措施，所述能源监控与控制模块用于对系统内部设备进行能源消耗监测并对设备进行控制。

19、优选的，所述显示和操作系统包括显示器模块和操作模块，所述显示器模块用于对系统运行的信息进行可视化显示，所述操作模块用于对操作人员对系统进行调控。

20、优选的，所述安全控制系统包括数据加密模块、身份验证模块和远程访问权限管理模块，所述数据加密模块用于对系统内部的数据进行加密保护，所述身份验证模块用于对工作人员的身份和权限进行验证，所述远程访问权限管理模块用于对远程访问者的权限和身份进行验证管理。

21、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

22、本发明通过电能监测系统对太阳能电池板产生的电能进行监测、计量，此时电流监测模块对太阳能电池板产生的电流进行实时监测，同时电压监测模块对太阳能电池板产生的电压进行实时监测，通过对太阳能发电系统中的电流和电压进行实时监测，可以对每块发电板的运行状态进行精确的监测，便于快速的发现系统运行时的问题，提升发电效率和发电的稳定性。

技术特征：

1.基于stm32的太阳能电量计系统，其特征在于，包括电能监测系统(1)、数据记录系统(2)、数据通信系统(3)、节能管理系统(4)、显示和操作系统(5)和安全控制系统(6)，所述电能监测系统(1)用于对太阳能电池板产生的电能进行监测、计量，所述电能监测系统(1)包括电流监测模块(11)和电压监测模块(12)，所述电流监测模块(11)用于对太阳能电池板产生的电流进行实时监测，所述电压监测模块(12)用于对太阳能电池板产生的电压进行实时监测；

2.根据权利要求1所述的基于stm32的太阳能电量计系统，其特征在于，所述电流监测模块(11)包括电流传感器模块(111)和第一模数转换器(112)，所述电流传感器模块(111)和第一模数转换器(112)用于将太阳能电池板输出的电流信号转换为数字信号。

3.根据权利要求1所述的基于stm32的太阳能电量计系统，其特征在于，所述电压监测模块(12)包括电压传感器(121)和第二模数转换器(122)，所述电压传感器(121)和第二模数转换器(122)用于将太阳能电池板输出的电压信号转换为数字信号。

4.根据权利要求1所述的基于stm32的太阳能电量计系统，其特征在于，所述数据记录系统(2)包括数据采集模块(21)、数据存储模块(22)、数据处理模块(23)、数据查询模块(24)、数据分析模块(25)和数据安全与备份模块(26)，所述数据采集模块(21)用于采集太阳能电量计系统中的太阳能电池板的电压、电流、温度、系统的运行状态、故障信息；

5.根据权利要求1所述的基于stm32的太阳能电量计系统，其特征在于，所述数据通信系统(3)包括蓝牙传输模块(31)、wi-fi传输模块(32)和lora传输模块(33)，所述蓝牙传输模块(31)用于系统使用蓝牙与外部进行数据传输，所述wi-fi传输模块(32)用于系统使用wi-fi与外部进行数据传输，所述lora传输模块(33)用于系统使用lora与外部进行数据传输。

6.根据权利要求1所述的基于stm32的太阳能电量计系统，其特征在于，所述节能管理系统(4)包括能源报告与可视化模块(41)、节能策略与优化模块(42)和能源监控与控制模块(43)，所述能源报告与可视化模块(41)用于生成能源使用报告和可视化界面，向用户展示能源使用情况、节能效果信息，帮助用户进行决策和管理，所述节能策略与优化模块(42)用于根据数据分析结果，制定节能策略并优化能源使用，调整设备运行参数、优化运行时段、实施能源管理措施，所述能源监控与控制模块(43)用于对系统内部设备进行能源消耗监测并对设备进行控制。

7.根据权利要求1所述的基于stm32的太阳能电量计系统，其特征在于，所述显示和操作系统(5)包括显示器模块(51)和操作模块(52)，所述显示器模块(51)用于对系统运行的信息进行可视化显示，所述操作模块(52)用于对操作人员对系统进行调控。

8.根据权利要求1所述的基于stm32的太阳能电量计系统，其特征在于，所述安全控制系统(6)包括数据加密模块(61)、身份验证模块(62)和远程访问权限管理模块(63)，所述数据加密模块(61)用于对系统内部的数据进行加密保护，所述身份验证模块(62)用于对工作人员的身份和权限进行验证，所述远程访问权限管理模块(63)用于对远程访问者的权限和身份进行验证管理。

技术总结
本发明公开了基于STM32的太阳能电量计系统，涉及电量监测设备技术领域，包括电能监测系统、数据记录系统、数据通信系统、节能管理系统、显示和操作系统和安全控制系统，所述电能监测系统用于对太阳能电池板产生的电能进行监测、计量。本发明通过电能监测系统对太阳能电池板产生的电能进行监测、计量，此时电流监测模块对太阳能电池板产生的电流进行实时监测，同时电压监测模块对太阳能电池板产生的电压进行实时监测，通过对太阳能发电系统中的电流和电压进行实时监测，可以对每块发电板的运行状态进行精确的监测，便于快速的发现系统运行时的问题，提升发电效率和发电的稳定性。

技术研发人员：张卓,张美琪,李磊,朱伟,徐茜茜,孙博文
受保护的技术使用者：盐城工学院
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25