一种基于LORA无线通讯的光伏电站监控系统的制作方法

本实用新型涉及光伏电站监控领域，尤其涉及一种基于LORA无线通讯的光伏电站监控系统。

背景技术：

光伏发电作为一种新型的清洁能源，得到了大力的推广。随着光伏发电的渐渐普及，安装规模也越来越大，因此监控系统的必要性也显得越来越重要，针对光伏电站的监控系统有基于RS-485的有线监控系统，以及基于WIFI或者移动蜂窝网络等通讯方式的无线监控系统。

基于RS-485的有线监控系统需要购置大量的RS-485通讯线，同时现场施工时需要挖沟、穿管等操作，因此具有原材料成本高，施工成本高，施工周期长等缺陷；基于WIFI的无线监控系统，需要现场部署WIFI无线网络，同时WIFI无线通讯距离受环境影响较大，时常出现通讯不良的情况；基于2G/3G/4G等移动蜂窝网络的无线监控系统需要向网络运营商按月支付高额流量费用，增加了运营成本。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种基于LORA无线通讯的光伏电站监控系统，用于解决现有技术中光伏电站监控系统建设成本高，运营成本高，通讯稳定性差的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种基于LORA无线通讯的光伏电站监控系统，所述光伏电站监控系统包括LORA主节点和多个LORA子节点，所述LORA子节点与被监控设备连接，并且与LORA主节点无线通讯连接，所述LORA主节点与上位机连接。

进一步的，所述LORA子节点包括微处理器及其外围电路和射频电路。

进一步的，所述LORA子节点通过微处理器的UART口与被监控设备连接。

进一步的，所述LORA主节点包括LORA子节点的硬件电路和中心处理器，所述中心处理器具有以太网接口。

进一步的，所述LORA主节点通过以太网接口与上位机连接。

如上所述，本实用新型的一种基于LORA无线通讯的光伏电站监控系统，具有以下有益效果：本实用新型中，采用光伏电站监控系统进行监测，降低了光伏电站监控的材料成本，降低施工复杂度和周期，从而降低建设成本；提高了光伏电站监控通讯的稳定性及降低运维成本。

附图说明

图1显示为本实用新型实施例中公开的光伏电站监控系统的系统框图；

图2显示为本实用新型实施例中公开的LORA子节点的微处理器及外围电路图；

图3显示为本实用新型实施例中公开的LORA子节点的射频电路图；

图4显示为本实用新型实施例中公开的LORA主节点的中央处理器及外围电路图；

图5显示为本实用新型实施例中公开的LORA主节点的微处理器与中央处理器的UART口连接图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

如图1所示，本实用新型提供一种基于LORA无线通讯的光伏电站监控系统，包括LORA主节点和多个LORA子节点，所述LORA子节点通过UART口与被监控设备连接，并且与LORA主节点无线通讯连接，所述LORA主节点通过以太网与上位机连接。

其中，被监控设备包括光伏逆变器、汇流箱等设备，被监控设备具有UART口，并且同一个光伏电站中被监控设备一般具有多个。

具体的，所述LORA子节点包括微处理器U4及其外围电路和射频电路，如图3所示，所述射频电路包括射频芯片U3，射频模拟开关U2，电阻R4、R5、R6、R7，电容C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12、C13、C14、C15、C17，电感L3、L4、L5、L6、L7、L8，晶振Y1，插排J1，所述射频芯片U3的第2引脚、第5引脚、第8引脚接地，第3引脚和第4引脚之间串联设置晶振Y1，第19引脚输出信号SP12_CS，第17引脚经过电阻R4输出信号SP12_MOSI，第16引脚经过电阻R5输出信号SP12_MOSO，第18引脚经过电阻R6输出信号SP12_CLK，第24引脚经过电阻R7输出信号RF_SDN，第23引脚和第22引脚之间串联设置有电感L7，第23引脚经过电容C17接地，第22引脚经过电容C14与电容C12一端连接，第23引脚经过电感L8与电容C12一端连接，电容C12另一端与射频模拟开关U2的第3引脚连接，射频芯片U3的第21引脚与电感L5、L6连接，电感L5另一端与电源VCC_RF连接，电感L6另一端与电容C13一端连接，电容C13另一端以电容C11、电感L4的一端连接，电容C11另一端接地，电感L4另一端与电容C10、电感L3的一端连接，电容C10的另一端接地，电感L13的另一端经过电容C6与射频模拟开关U2的第1引脚连接，射频模拟开关U2的第4引脚和第6引脚分别输出信号RF_GPIO3和RF_GPIO2，射频模拟开关U2的第5引脚经过电容C8、电感L2与插排J1连接。

如图2所示，微处理器U4的第25引脚、第26引脚、第27引脚、第28引脚分别与射频电路输出信号SP12_CS、SP12_CLK、SP12_MOSO、SP12_MOSI的信号输出端口(即SPI接口)连接，并且通过UART口，例如第10引脚、第11引脚、第12引脚、第13引脚、第21引脚、第22引脚、第30引脚、第31引脚对应的UART4_TX、UART4_RX、UART2_TX、UART2_RX、UART3_TX、UART3_RX、UART1_TX、UART1_RX与被监控设备连接。

其中，微处理器U4的型号选用STM32F701，射频芯片U3的型号选用STX1262，射频模拟开关U2的型号选用UPG2214TB。

如图4所示，所述LORA主节点包括LORA子节点的硬件电路和中心处理器U205，由于光伏电站监控系统采用星型网络，所以多个LORA子节点的数据无线通信传输至LORA主节点进行汇总，因此LORA主节点也充当一个网关，通过无线通讯的方式从LORA子节点获取数据汇总被处理后，通过以太网上传至上位机。

由于LORA子节点具备完整的无线收发功能，所以LORA主节点采用LORA子节点的硬件电路作为无线收发模块，并且通过UART口与中心处理器连接，由于中心处理器需要处理多个LORA子节点的数据，同时需要具有以太网接口，从而实现与上位机连接，所以LORA主节点的中心处理器U205型号选择K60微处理器，如图5所示，通过中央处理器U205的UART口与LORA子节点的硬件电路的UART连接，即与LORA子节点的硬件电路中微处理器U4的UART口连接，(例如中央处理器U205的第95引脚、第96引脚分别与中LORA子节点的微处理器U4第3引脚、第4引脚连接)。

本实用新型中，对于LORA子节点的微处理器U4及其外围电路、LORA主节点的中心处理器U205及器外围电路描述中，只是对信号输入输出端口进行详细说明，未对外围电路进行详细说明，外围电路的具体连接关系可以参照说明书附图，或者结合微处理器U4和中心处理器U205的使用说明手册进行设置，不做具体限定。

本实用新型的工作原理如下：LORA子节点通过UART口与被监控设备连接，同时根据被监控设备的通讯协议读取被监控的数据，并将数据无线通讯传输至LORA主节点；

LORA主节点接收数据后对数据进行汇总，并且通过以太网传输至上位机，上位机对数据进行存储和分析，并最终根据用户的需求将数据以报表等显示展示出来。

综上所述，本实用新型解决了现有技术中光伏电站监控系统建设成本高，运营成本高，通讯稳定性差的问题。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。