专利名称：一种太阳能电池板信号采集系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及太阳能发电领域和太阳能电池板监测领域，具体涉及一种太阳能电池板信号采集系统，用来采集监测太阳能电池板的运行信息。
背景技术：
太阳能(Solar Energy):太阳是一个巨大的能源,它以光福射的形式每秒钟向太空发射约3.8X IOMW能量，有22亿分之一投射到地球上，太阳光被大气层反射、吸收之后，还有70%透射到地面。尽管如此，地球上一年中接受到的太阳能仍然高达1.8X IOkW.h。自地球形成生物就主要以太阳提供的热和光生存，而自古人类也懂得以阳光晒干物件，并作为保存食物的方法，如制盐和晒咸鱼等。但在化石燃料减少下，才有意把太阳能进一步发展。太阳能的利用有被动式利用(光热转换)和光电转换两种方式。太阳能发电一种新兴的可再生能源。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能，化学能，水的势
能等等。太阳能是一种干净的可再生的新能源，越来越受到人们的青睐，在人们生活、工作中有广泛的作用，其中之一就是将太阳能转换为电能，太阳能电池就是利用太阳能工作的。而太阳能热电站的工作原理则是利用汇聚的太阳光，把水烧至沸腾变为水蒸气，然后用来发电。太阳能发电方式太阳能发电有两种方式，一种是光一热一电转换方式，另一种是光一电直接转换方式。(I)光一热一电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电，一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气，再驱动汽轮机发电。前一个过程是光一热转换过程；后一个过程是热一电转换过程，与普通的火力发电一样。太阳能热发电的缺点是效割艮低而成本很高，估计它的投资至少要比普通火电站贵5 10倍.一座1000MW的太阳能热电站需要投资20 25亿美元，平均IkW的投资为2000 2500美元。因此，适用小规模特殊的场合，而大规模利用在经济上很不合算，还不能与普通的火电站或核电站相竞争。(2)光一电直接转换方式该方式是利用光电效应，将太阳辐射能直接转换成电能，光一电转换的基本装置就是太阳能电池。太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件，是一个半导体光电二极管，当太阳光照到光电二极管上时，光电二极管就会把太阳的光能变成电能，产生电流。当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。太阳能电池是一种大有前途的新型电源，具有永久性、清洁性和灵活性三大优点.太阳能电池寿命长，只要太阳存在，太阳能电池就可以一次投资而长期使用；与火力发电、核能发电相比，太阳能电池不会引起环境污染；太阳能电池可以大中小并举，大到百万千瓦的中型电站，小到只供一户用的太阳能电池组，这是其它电源无法比拟的。不论是哪种方式的太阳能发电，都用到太阳能电池，由于太阳能组件的输出功率取决于太阳辐照度和太阳能电池温度等因素，在太阳能电池的运行过程中为了保证太阳能电池的正确运行，同时便于太阳能电池板故障时方便故障查询，一般需要在太阳能电池板上安装一个信号采集系统，采集太阳能电池板的温度、电流电压、流量等信息。本实用新型是基于上述问题提出的。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种能够采集多种太阳能电池板运行信号的采集系统。本实用新型的另一目的是提供一种能够在采集信号的同时对信号进行数字化处理，同时储存和通信的信号采集系统。本实用新型的再一目的是提供一种能够远程传输的信号采集系统为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是:一种太阳能电池板信号采集系统，包括一个数据采集卡、分别通过RS485通讯接口连接至数据采集卡上的数字温度采集模块、电信号采集模块、流量信号采集模块和数据处理模块，所述数据处理模块设置有GPRS传输器。所述数字温度采集模块连接有采集太阳能电池板温度信号的64路温度传感器，所述温度传感器均匀设置在太阳能电池板上。所述电信号采集模块设置在太阳能电池板的输出端，连接有分别测量输出端电流信号和电压信号的电流传感器和电压传感器。所述流量信号采集模块设置在太阳能电池板的输出端，连接有测量输出端输出能量的流量传感器。所述数据处理模块与数据采集卡通过RS185通讯接口连接。所述数据处理模块还设置有与外界PC通讯的通讯接口，所述通讯接口为USB接□。所述数据处理模块还连接有显示采集信号的人机交互界面。所述GPRS传输器将经过数据处理模块处理的采集信号经过无线传输远程传递至太阳能电池板监测服务器中。所述数据采集卡的电源模块为连接太阳能电池板的蓄电池或220V交流电源或12V直流电源。本实用新型有以下有益效果:1、本实用新型采用多种信号采集器与数据采集模块相连接，能够采集太阳能电池板运行过程中的各种信息。2、本 实用新型的信号采集系统设置有GPRS无线传输功能，可以实现不用现场取数据，就能远程监测太阳能电池板的运行情况。3、本实用新型的信号采集系统，同时设置有USB通讯接口，也能够在现场测试太阳能电池板的运行情况。
图1是本实用新型的一种太阳能电池板信号采集系统结构图。1、电流传感器和电压传感器2、温度传感器3、流量传感器4、太阳能电池板5、数字温度采集模块6、流量信号采集模块7、电信号采集模块8、蓄电池[0029]9、220V交流电10、数据采集卡ll、12v直流电12、数据处理模块13、人机界面14、GPRS传输器。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的一种太阳能电池板信号采集系统，进行详细描述，一种太阳能电池板信号采集系统，包括一个数据采集卡10、分别通过RS485通讯接口连接至数据采集卡10上的数字温度采集模块5、电信号采集模块7、流量信号采集模块6和数据处理模块12，数据处理模块12设置有GPRS传输器。数据处理模块12为微处理器ARM连接单片机MPS430组成，数字温度采集模块是一个AEM6000，连接有采集太阳能电池板4温度信号的64路温度传感器2，温度传感器为DS18B20数字式温度传感器，所述温度传感器2均匀设置在太阳能电池板4上。64路温度传感器为互相串联设置的数字温度传感器，通过一条数字总线连接至数字温度采集模块。数字温度采集模块将温度信号传输至数据采集卡10中，进行初步的处理，然后由数据采集卡10传输至数据处理模块，进行统计处理。数字温度采集模块5是AEM6000采集器，通讯接口:两线制，串行RS485通讯总线，10/100M以太网接口，通讯速率:9600bps、115200bps、38400bps，总线距离:RS485方式，不小于1.5公里，模块供电:8-37VDC，单片机看门狗，自恢复保护。采集点数:1-64个温度点、1-128个温度点，增强型1-256点温度，1-512点温度，测温范围:-55°C至125°C，测温精度:±0.5°C，分辨率:0.0625°C，测温距离:不小于200米，8个独立测温通道，每个通道均可接多只温度传感器，模块自动识别传感器，可以通过模块给每个温度传感器配置一个独立的地址编号，编号掉电不丢失。电信号采集模块7设置在太阳能电池板的输出端，连接有分别测量输出端电流信号和电压信号的电流传感器和电压传感器I。电流传感器和电压传感器I分别将电流信号和电压信号传输至电信号采集模块，电信号采集模块与数据采集卡通过RS485通讯接口相连接，数据采集卡10将·电信号传输至数据处理模块，由数据处理模块进行存储。电信号采集模块7为DAM3058R电压电流采集模块，输入类型:V、mA,输入通道:6路差分，2路单端/8路差分，采样频率:IOHz，分辨率:16位，精度:± 0.1 %，内置看门狗。流量信号采集模块6设置在太阳能电池板的输出端，连接有测量输出端输出能量的流量传感器。流量传感器将输出端输出能量信号传输至电信号采集模块，电信号采集模块与数据采集卡通过RS485通讯接口相连接，数据采集卡将电信号传输至数据处理模块，由数据处理模块进行存储。流量信号采集模块为C2000 MDIA电流量模拟量信号转485信号器，特点是:8路模拟量(电流量)输入；2路数字量干接点输入；1/0与系统完全隔尚；Al分辨率:12位；AI输入通道采取全差分输入；模拟量输入通道之间满量程隔离，隔离度5V DC ；AI输入测量范围:-20mA 20mA ;采用Modbus RTU通信协议；RS485通信接口提供光电隔离及每线600W浪涌保护；电源具有过流过压保护和防反接功能；安装方便。数据处理模块还设置有与外界PC通讯的通讯接口，通讯接口为USB接口，同时还设置有硬盘，用来处理数据，上述数据均存为以当天日期为名称的唯一文件内，文件的格式是.CSVo数据处理模块12可以是DSP处理器或者是由ARM微处理器和DSP430连接而成的数据处理器。数据处理模块还连接有显示采集信号的人机交互界面13，供研究人员通过人机交互界面查询目标信息，查看太阳能电池板的运行情况。人机交互界面为显示屏和键盘或按钮或鼠标等交互设备。GPRS传输器将经过数据处理模块处理的采集信号经过无线传输远程传递至太阳能电池板监测服务器中，方便各地的研究人员的监测。GPRS传输器为SM卡和SM卡读卡识别器，识别器上设置无线发射器，即天线等。数据采集卡10的电源模块为连接太阳能电池板的蓄电池或220V交流电源或12V直流电源，蓄电池通过太阳能电池板进行充电。本实用新型有以下有益效果:1、本实用新型采用多种信号采集器与数据采集模块相连接，能够采集太阳能电池板运行过程中的各种信息。2、本实用新型的信号采集系统设置有GPRS无线传输功能，可以实现不用现场取数据，就能远程监测太阳能电池板的运行情况。3、本实用新型的信号采集系统，同时设置有USB通讯接口，也能够在现场测试太阳能电池板的运行情况。上述实施例中的实施方案仅仅是对本实用新型的优选实施例进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型设计思想的前提下，本领域中专业技术人员对本实用新型的 技术方案作出的各种变化和改进，均属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种太阳能电池板信号采集系统，其特征在于:包括一个数据采集卡、分别通过RS485通讯接口连接至数据采集卡上的数字温度采集模块、电信号采集模块、流量信号采集模块和数据处理模块，所述数据处理模块设置有GPRS传输器。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能电池板信号采集系统，其特征在于:所述数字温度采集模块连接有采集太阳能电池板温度信号的64路温度传感器，所述温度传感器均匀设置在太阳能电池板上。
3.根据权利要求1所述的一种太 阳能电池板信号采集系统，其特征在于:所述电信号采集模块设置在太阳能电池板的输出端，连接有分别测量输出端电流信号和电压信号的电流传感器和电压传感器。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能电池板信号采集系统，其特征在于:所述流量信号采集模块设置在太阳能电池板的输出端，连接有测量输出端输出能量的流量传感器。
5.根据权利要求1所述的一种太阳能电池板信号采集系统，其特征在于:所述数据处理模块与数据采集卡通过RS185通讯接口连接。
6.根据权利要求5所述的一种太阳能电池板信号采集系统，其特征在于:所述数据处理模块还设置有与外界PC通讯的通讯接口，所述通讯接口为USB接口。
7.根据权利要求5所述的一种太阳能电池板信号采集系统，其特征在于:所述数据处理模块还连接有显示采集信号的人机交互界面。
8.根据权利要求1所述的一种太阳能电池板信号采集系统，其特征在于:所述GPRS传输器将经过数据处理模块处理的采集信号经过无线传输远程传递至太阳能电池板监测服务器中。
9.根据权利要求1所述的一种太阳能电池板信号采集系统，其特征在于:所述数据采集卡的电源模块为连接太阳能电池板的蓄电池或220V交流电源或12V直流电源。
专利摘要本实用新型公开了一种太阳能电池板信号采集系统，包括一个数据采集卡、分别通过RS485通讯接口连接至数据采集卡上的数字温度采集模块、电信号采集模块、流量信号采集模块和数据处理模块，所述数据处理模块设置有GPRS传输器。能够采集太阳能电池板运行过程中的各种信息，设置有GPRS无线传输功能，可以实现不用现场取数据，就能远程监测太阳能电池板的运行情况，同时设置有USB通讯接口，也能够在现场测试太阳能电池板的运行情况。
文档编号G08C19/00GK203149808SQ201320185299
公开日2013年8月21日 申请日期2013年4月12日 优先权日2013年4月12日
发明者张超, 牟娟, 王朝, 欧阳磊 申请人:北京普华亿能风电技术有限公司