基于FPGA的太阳能配电系统的制作方法

本实用新型涉及能源技术，具体是基于FPGA的太阳能配电系统。

背景技术：

随着社会经济科技的发展，人们对电能的需求越来越旺盛，生活中对电能的消耗涉及各个领域，造成了生活中用电紧张的局面，传统的能源发电如煤、石油等严重的污染环境，这也促使人们对清洁能源的探索，研究太阳能发电技术的不断成熟，运用领域也越来越广，但是，单单的用太阳能发电是很难满足用电需求，单纯的传统能源发电又会加快了不可再生能源的消耗，这不符合可持续发展战略。

高档的住宅装修和家用电器的普及，使得家庭电路线的复杂程度不断的提高，在电路检修查找方面越来越困难；大多数的家庭起火也是由于电路线问题引起的原因之一；每年因为电路问题电伤人的事例无处不在。目前，电路供电的电能来源单一，用电安全成为了我们生活中不可忽视的问题 。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，而提供一种基于FPGA的太阳能配电系统。这种系统性能实用性好、组网成本低、能实现对电能的合理分配、保证供电线路安全。

实现本实用新型目的的技术方案是：

基于FPGA的太阳能配电系统，包括FPGA主控模块、电能数据采集模块、GSM模块、太阳能发电模块、电能配电模块、插排接口模块、220V电网供电模块、智能终端模块、输入键控模块、显示模块和报警模块，所述FPGA主控模块分别与电能数据采集模块、GSM模块、电能配电模块、显示模块、报警模块及输入键控模块电连接；所述电能配电模块分别与220V电网供电模块、插排接口模块及太阳能发电模块电连接，太阳能发电模块还与电能数据采集模块连接；所述GSM模块与智能终端模块通过网络连接。

所述电能配电模块设有继电器及与继电器连接的电流检测电路。

所述报警模块设有蜂鸣器。

所述显示模块设有液晶显示器。

蜂鸣器、液晶显示器分别接收来自FPGA模块的信号做出相应反应。

所述FPGA模块作为整个系统的主控单元，支持掉电后程序不可擦除，支持串口通信。

220V电网供电模块与电能配电模块连接的作用是：在太阳能无法满足供电的情况下，通过输入键控模块输入命令给FPGA模块发出指令，控制电能配电模块的继电器及与继电器电连接的电流检测电路，从而达到电路的接通或断开和电路输出电流的检测，当电路接通，接入220V网电，停止太阳能发电供电；当太阳能满足供电条件时，电路断开，断开220V电网供电，太阳能供电接入电路；当检测到的电流大于规定的输出电流，该支路将断开，达到电路保护的作用。

所述电能数据采集模块将采集到的太阳能发电模块的数据供FPGA模块提取。

所述GSM模块将FPGA模块提取到的数据和电路配电情况数据传输到智能终端。

所述显示模块将FPGA模块提取到的数据通过液晶显示器显示。

所述报警模块将FPGA模块提取到的数据通过蜂鸣器做出相应的报警。

所述智能终端是手机或计算机终端。

所述插排接口模块4设置是为了方便接入用电设备。

采用FPGA模块作为主控单元，对外界抗干扰能力强、并行运行的采集的电能实时性强、采用可编程FPGA模块芯片方便系统升级和维护、具有多路接口方便扩展，通过FPGA去控制电能分配模块，合理的分配电能，提高了电能的利用率和节约了用电，在线路用电安全检测方面，起到了线路安全保护的作用，整体的系统设计，操作简单、方便、可移植性强，利用范围广。

这种系统性能实用性好、组网成本低、能实现对电能的合理分配、保证供电线路安全。

附图说明

图1为实施例的结构示意图；

图2为实施例中电能配电模块与插排接口模块的连接示意图。

图中，1.FPGA主控模块 2.电能数据采集模块 3.太阳能发电模块 4.插排接口模块 5.电能配电模块 6.220V电网供电模块 7.显示模块 8.报警模块 9.输入键控模块 10.GSM模块 11.智能终端模块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型内容作进一步的阐述，但不是对本实用新型的限定。

实施例：

参照图1、图2，基于FPGA的太阳能配电系统，包括FPGA主控模块1、电能数据采集模块2、GSM模块10、太阳能发电模块3、电能配电模块5、插排接口模块4、220V电网供电模块6、智能终端模块11、输入键控模块9、显示模块7和报警模块8，所述FPGA主控模块1分别与电能数据采集模块2、GSM模块10、电能配电模块5、显示模块7、报警模块8及输入键控模块9电连接；所述电能配电模块5分别与220V电网供电模块6、插排接口模块4及太阳能发电模块3电连接，太阳能发电模块3还与电能数据采集模块2连接；所述GSM模块10与智能终端模块11通过网络连接。

所述电能配电模块5设有继电器及与继电器连接的电流检测电路。

所述报警模块8设有蜂鸣器。

所述显示模块7设有液晶显示器。

蜂鸣器、液晶显示器分别接收来自FPGA模块1的信号做出相应反应。

所述FPGA模块1作为整个系统的主控单元，支持掉电后程序不可擦除，支持串口通信。

220V电网供电模块6与电能配电模块5连接的作用是：在太阳能无法满足供电的情况下，通过输入键控模块9输入命令给FPGA模块1发出指令，控制电能配电模块5的继电器及与继电器电连接的电流检测电路，从而达到电路的接通或断开，当电路接通，接入220V网电，停止太阳能发电供电；当太阳能满足供电条件时，电路断开，断开220V电网供电，太阳能供电接入电路；在电能配电模块5中还有电流检测电路，当检测到的电流输出大于设定的规定值，FPGA模块1将控制继电器电路断开，可以通过输入键控模块9或智能终端模块11重新配电该支路输出，避免整个系统同时瘫痪无法输出的问题和达到保护电路的作用。

所述电能数据采集模块2将采集到的太阳能发电模块3的数据供FPGA模块1提取。

所述GSM模块10将FPGA模块1提取到的数据和电路配电情况数据传输到智能终端11和接收来自智能终端11的指令传给FPGA模块1。

所述显示模块7将FPGA模块1提取到的数据通过液晶显示器显示。

所述报警模块将8FPGA模块1提取到的数据通过蜂鸣器做出相应的报警。

所述智能终端11是手机或计算机终端。

所述插排接口模块4设置是为了方便接入用电设备。

采用FPGA模块1作为主控单元，对外界抗干扰能力强、并行运行方式采集的数据实时性强、采用可编程FPGA芯片方便系统升级和维护、具有多路接口方便扩展，通过FPGA芯片去控制电能分配模块5，合理的分配电能，提高了电能的利用率和节约了用电，在线路用电安全检测方面，起到了线路安全保护的作用，整体的系统设计，操作简单、方便，可移植性强，利用范围广。