专利名称：嵌入式太阳能智能供电系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种太阳能供电系统。
背景技术：
太阳能是当今应用最广的ー种可再生资源，太阳能遍布全球，取之不尽、用之不竭，对环境无污染，是人类未来能源的最佳选择。现在太阳能的利用已得到世界各国的普遍重视，太阳能的利用也到了一个新的发展阶段。太阳能的利用技术已是当今世界各国索取新能源和利用新能源，进行节能、环保的重要研究项目之一。近几年来，太阳能产业已在我国得到了迅猛的发展，我国已成为仅次于日本和德国之后居世界第三的光伏产品生产大国，这是我国为改善全球日益恶化的环境做出的巨大 贡献，而随着我国相关法律和政策的出台，能源长期性短缺的我国将有望成为世界上最大的光伏发电市场。化石能源终将耗尽，绝对储量不可能满足人类长期发展的需要，寻找替代能源势在必然。太阳能是人类必然的能源选择，未来太阳能的发展将一片光明。但现有的太阳能光电技术的应用尚存在相当大的不足(I)太阳能发电成本欲与现有的常规能源相竞争还有很大的差距，这一行业在技术上远没有达到完全成熟的地歩，成本有待进ー步降低。(2)现有的太阳能供电系统普遍采用太阳能电池板固定式，光电转换效率普遍不高，很大程度上影响了光伏发电的推广应用。(3)太阳能供电系统的管理比较粗糙，蓄电池的使用不甚合理，严重影响了蓄电池的使用寿命，同时难以实时了解系统的工作状況，出现故障时维修缺乏及时性和针对性。
发明内容
针对现有技术中存在的不足之处，本发明提供ー种嵌入式太阳能智能供电系统，该系统以嵌入式处理器为控制核心，能够根据感测的阳光强度、或者获取的经纬度来计算并调整电池板角度，具有自动充电、防止蓄电池过充过放、电源逆变、实时远程监控等功能。能够有效提高太阳能电池的光电转换效率并完善太阳能供电系统的管理。为实现上述目的，本发明技术方案为嵌入式太阳能智能供电系统，其包括—自动跟踪模块其由一光电传感器、GPS模块和一自动跟踪控制电路构成,该自动跟踪控制电路由依序相接的一中心处理器、一步进电机和一太阳能电池板构成，所述的光电传感器连接中心处理器；ー蓄电池控制模块其由依序相接的蓄电池、逆变模块和防过充过放模块组成，该蓄电池连接中心处理器，该防过充过放模块连接中心处理器和太阳能板；一市电输出模块设置于逆变模块和防过充过放模块之间；一通信控制模块其由连接中心处理器的无线接ロ或有线接ロ连接外部网络；由外部网络连接WEB客户端和监测中心。
一人机控制接ロ 其连接中心处理器。上述技术方案的有益之处在于本发明嵌入式太阳能智能供电系统采用“数字设备/传感器组+嵌入式处理器+通信模块”的形式以嵌入式处理器为核心，对多种功能进行管理；传感器采用独特设计的光传感装置，准确采集光量；可根据经纬度和采集的光强数据两种手段，调整太阳能电池板角度；采用有线或者无线通信手段，能够实施远程监控；嵌入式系统软件可以支持多任务处理，软硬件根据需求可以裁剪移植及向高端应用升级，完善太阳能供电系统的管理。本系统的主要功能如下(I)太阳能电池板通过感光调节控制或GPS定位计算，通过机械传动，实时保持与太阳光垂直，实现太阳能电池板光电转换效率最大化。
(2)实时监控蓄电池的工作情况，蓄电池自动充放电并能防止过充过放。(3)12V 直流电、市电(220V，50Hz)输出。(4)自动跟踪系统在白天自动跟踪，在夜晚或雨天等光线很弱时处干“睡眠”状态。(5) GPS定位接收GPS信息并解析，直观显示位置、时间等有用信息，并给机制控制提供依据。(6)监测中心可以通过有线或者无线的方式，远程实时监测系统的工作情況。(7)具备硬件和软件双重保护系统功能，使系统稳定可靠地运行。
图I是本发明工作原理示意图；图2是本发明结构示意图。
具体实施例方式现结合附图和实施例说明本发明。如图1、2所示的嵌入式太阳能智能供电系统，其包括一自动跟踪模块、一蓄电池控制模块、一通信控制模块和一人机控制接ロ。所述的自动跟踪模块由一光电传感器、GPS模块和一自动跟踪控制电路构成，根据感测光强和经纬度计算两种方式为所述的自动跟踪电路提供数据。该自动跟踪控制电路由依序相接的一中心处理器、一步进电机3和一太阳能电池板2构成，所述的光电传感器连接中心处理器。该中心处理器通过控制芯片采集模拟信号，并将其数字化，编码成8位ニ进制数，并返回给中心处理器。中心处理器通过对数据进行分析，然后发出指令控制步进电机驱动太阳能电池板2，从而实现实时跟踪。所述的步进电机3连接一光电采集器1，该光电采集器I控制太阳光进来后的光量，从而可以调节步进电机3的转动。所述的步进电机3和中心处理器之间设置有一隔离放大电路，一減速机构连接步进电机3和太阳能电池板2。该步进电机3由ー电机驱动装置驱动。所述的光电采集器I、步进电机3和太阳能电池板2设置于ー支架4上。所述的蓄电池控制模块其由依序相接的蓄电池、逆变模块和防过充过放模块组成，该蓄电池连接中心处理器，该防过充过放模块连接中心处理器和太阳能板；一市电输出模块设置于逆变模块和防过充过放模块之间。逆变模块和防过充过放模块的设置是为保护蓄电池，并且能够实现直流到交流的逆变。所述的通信控制模块其由连接中心处理器的无线接ロ或有线接ロ连接外部网络，实现有线控制或无线控制。由外部网络连接WEB客户端和监测中心。对于无线控制，可以通过RS232接ロ，用GPRS、GSM、3G等无线通信手段；对于有线控制，可以采用IEEE488、internet等有线通信手段，实现远程的监控。所述的人机控制接ロ，其包括IXD、触摸屏等设备连接中心处理器。上述核心电路装在一控制箱5中，该控制箱5可放于屋内，通过有线或者无线的方式对远程的装置进行控制。以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是 按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
权利要求
1.嵌入式太阳能智能供电系统，特征在于其包括 一自动跟踪模块其由一光电传感器、GPS模块和一自动跟踪控制电路构成，该自动跟踪控制电路由依序相接的一中心处理器、一步进电机和一太阳能电池板构成，所述的光电传感器连接中心处理器； ー蓄电池控制模块其由依序相接的蓄电池、逆变模块和防过充过放模块组成，该蓄电池连接中心处理器，该防过充过放模块连接中心处理器和太阳能板；一市电输出模块设置于逆变模块和防过充过放模块之间； 一通信控制模块其由连接中心处理器的无线接ロ或有线接ロ连接外部网络；由外部网络连接WEB客户端和监测中心； 一人机控制接ロ 其连接中心处理器。
2.如权利要求I所述的嵌入式太阳能智能供电系统，特征在于所述的步进电机连接 一光电米集器。
3.如权利要求I或2所述的嵌入式太阳能智能供电系统，特征在于所述的步进电机和中心处理器之间设置有一隔离放大电路，一減速机构连接步进电机和太阳能电池板。
4.如权利要求I或2所述的嵌入式太阳能智能供电系统，特征在于根据感测光强和经纬度计算两种方式为所述的自动跟踪电路提供数据。
5.如权利要求3所述的嵌入式太阳能智能供电系统，特征在于根据感测光强和经纬度计算两种方式为所述的自动跟踪电路提供数据。
全文摘要
一种嵌入式太阳能智能供电系统，其自动跟踪模块由一光电传感器和一自动跟踪控制电路构成，该自动跟踪控制电路由依序相接的中心处理器、步进电机和太阳能电池板构成，光电传感器连接中心处理器；其蓄电池控制模块由依序相接的蓄电池、逆变模块和防过充过放模块组成，该蓄电池连接中心处理器，该防过充过放模块连接中心处理器和太阳能板；其通信控制模块由连接中心处理器的无线接口或有线接口连接外部网络；由外部网络连接WEB客户端和监测中心。其人机控制接口连接中心处理器。该系统以嵌入式处理器为控制核心，能够提高太阳能电池光电转换效率并完善太阳能供电系统的管理。系统可以进行远程监控，支持多任务处理，根据需求进行裁剪、移植、升级。
文档编号H02J13/00GK102820677SQ20111015094
公开日2012年12月12日 申请日期2011年6月7日 优先权日2011年6月7日
发明者杨光松, 郑佳春, 刘璟, 马中华, 陈朝阳, 刑海涛 申请人:集美大学