CN109274330A - 一种基于lora无线通信的一体化组件监控器及光伏组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于LORA无线通信的一体化组件监控器及光伏组件。它设置在光伏组件的接线盒内,其包括处理单元,所述处理单元连接有电源模块、A/D转换模块、LORA模块和MOS控制器,所述A/D转换模块连接有电流采集单元和若干传感器,所述LORA模块依次连接有射频电路和天线,所述电源模块输入端与光伏组件并联连接。本发明通过将光伏组件监控器设置在光伏组件的接线盒内,大幅缩短光伏组件与组件监控器之间连接的电源线,并无需再为光伏组件监控器设置防水壳体,大幅减小光伏组件监控器投入使用的成本,并且具有抗干扰能力强、能耗较低等优点。
Description
技术领域
本发明涉及基于光伏组件及其监控器领域,具体涉及一种基于LORA无线通信的一体化组件监控器及光伏组件。
背景技术
光伏组件也叫太阳能电池板,是太阳能发电***中的核心部分,也是太阳能发电***中最重要的部分。其作用是将太阳能转化为电能,或送往蓄电池中存储起来,或推动负载工作。组件监控器是用来监控光伏组件的工作状态,当光伏组件的电压或电流输出异常时,组件监控器控制光伏组件从阵列中断开,停止向外供电,避免造成光伏组件的故障进一步恶化。现有的组件监控器一般都是外挂式,该外挂式具有一定缺陷,首先,安装过程复杂,容易受外界因素影响,可靠性较低。其次,外挂式监控器与光伏组件需要采用电源线连接,光伏组件电源线价格昂贵,所以使用外挂式监控器的成本较高,从而限制了其推广应用。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的不足,提供基于LORA无线通信的一体化组件监控器及光伏组件。
为实现上述目的,在第一方面,本发明提供了一种基于LORA无线通信的一体化组件监控器,所述组件监控器设置在光伏组件的接线盒内,其包括处理单元,所述处理单元连接有电源模块、A/D转换模块、LORA模块和MOS控制器,所述A/D转换模块连接有电流采集单元和若干传感器,所述LORA模块依次连接有射频电路和天线,所述电源模块输入端与光伏组件并联连接,所述电源模块的输入端正极依次与电流采集单元和MOS控制器连接,其输入端负极连接有负极输出电源线,所述MOS控制器连接有正极输出电源线,所述电流采集单元用于采集光伏组件的输出电流信号,所述A/D转换模块还与电源模块连接,以采集光伏组件的输出电压信号,所述LORA模块将传感器采集的信号、光伏组件的电压及电流信号发出,并接收通断控制指令,所述处理单元根据该控制指令控制MOS控制器通断。
作为优选,所述处理单元、A/D转换模块、LORA模块和射频电路均集成封装在一处理器内部。
作为优选,所述处理器的型号为S78S。
作为优选,所述传感器包括温度传感器、湿度传感器、光照强度传感器和震动传感器。
作为优选,所述天线为PCB天线,其设置在所述接线盒的内壁上。
在第二方面,本发明实施例还提供了一种光伏组件,包括电池板和设置在电池板一侧的接线盒,所述接线盒内设有上述的基于LORA无线通信的一体化组件监控器。
有益效果:本发明通过将光伏组件监控器设置在光伏组件的接线盒内,大幅缩短光伏组件与组件监控器之间连接的电源线,并无需再为光伏组件监控器设置防水壳体,大幅减小光伏组件监控器投入使用的成本,并且具有抗干扰能力强、能耗较低等优点。
附图说明
图1是本发明实施例的基于LORA无线通信的一体化组件监控器的原理框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例,进一步阐明本发明,本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
如图1所示,本发明实施例提供了一种基于LORA无线通信的一体化组件监控器,与现有技术中的组件监控器不同的是,本组件监控器1设置在光伏组件2的接线盒3内,本组件监控器1包括处理单元4,处理单元4连接有电源模块5、A/D转换模块7、LORA模块8和MOS控制器9,A/D转换模块7连接有电流采集单元10和若干传感器6,传感器6优选包括温度传感器、湿度传感器、光照强度传感器和震动传感器,也可根据需要加入其它传感器。LORA模块8依次连接有射频电路11和天线12,电源模块5的输入端与光伏组件2并联连接,即电源模块5输入端正极与光伏组件2正极连接,其输入端负极与光伏组件2的负极连接。由光伏组件2向电源模块5提供原始电源,电源模块5将原始电源降压处理后,由其输出端向监控器供电。电源模块5的输入端正极依次与电流采集单元10和MOS控制器9连接,电源模块5的输入端负极连接有负极输出电源线13,MOS控制器9连接有正极输出电源线14。
当MOS控制器9处于闭合状态时,光伏组件2的正极就通过电流采集单元10和MOS控制器9与正极输出电源线14连通,当MOS控制器9处于关断状态时,光伏组件2即停止向外供电。在供电状态时,由于光伏组件2的输出电流流经电流采集单元10,电流采集单元10就可以采集光伏组件2的输出电流信号。具体的,电流采集单元10包括一个电流采样电阻,该电流采样电阻将电流信号转化为电压信号,通过该电压信号的大小来反馈电流的大小,电流采样单元9为现有技术,不再赘述。A/D转换模块7还与电源模块5连接,以采集光伏组件2的输出电压信号,采集的光伏组件2输出电压信号和输出电流信号以及传感器6采集的信号经A/D转换模块转化为数字信号,并提供给处理单元4,最终由LORA模块将传感器采集的信号、光伏组件的电压及电流信号发出,发出的传感器采集的信号、光伏组件的电压及电流信号被LORA采集器接收,LORA采集器通过以太网通信将以上信号发送给服务器,操作员即可通过服务器远程监控各光伏组件2的状状态。
操作员还可以通过服务器下发控制指令,如发现光伏组件输出的电压信号、电流信号或各传感器采集的信号异常时,操作员可通过服务器下发断开指令,该断开控制指令通过以太网发送至LORA采集器,LORA采集器通过其LORA模块将断开指令发出,该断开指令最终被光伏组件监控器的LORA模块接收,处理单元4根据断开指令输出低电平信号,从而控制MOS控制器9关断,使光伏组件2停止向外供电。当电压信号或传感器采集的信号恢复正常后,操作员可通过服务器下发闭合指令,处理单元4根据闭合指令输出高电平信号,从而控制MOS控制器9闭合,使得光伏组件2向外供电。
本发明实施例的处理单元4可以是一个处理器,如采用型号为MSP430F5438A的处理器,作为优选实施例,处理单元4、A/D转换模块7、LORA模块8和射频电路11均集成封装在一处理器15内部。处理器15优选采用型号为S78S的处理器。其LORA模块在阻塞和选择性两方面优于传统的调制技术,具有明显的优势,解决了传统设计中距离、抗干扰和能量消耗之间的矛盾。
基于以上事实例,本领域技术人员可以理解,本发明实施例还提供了一种光伏组件,该光伏组件包括电池板和设置在电池板一侧的接线盒,接线盒内设有上述基于LORA无线通信的一体化组件监控器。
综上所述,本发明通过将光伏组件监控器设置在光伏组件的接线盒内,大幅缩短光伏组件与组件监控器之间连接的电源线,并无需再为光伏组件监控器设置防水壳体,大幅减小光伏组件监控器投入使用的成本,并且具有抗干扰能力强、能耗较低等优点。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,其它未具体描述的部分,属于现有技术或公知常识。在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种基于LORA无线通信的一体化组件监控器,其特征在于,所述组件监控器设置在光伏组件的接线盒内,其包括处理单元,所述处理单元连接有电源模块、A/D转换模块、LORA模块和MOS控制器,所述A/D转换模块连接有电流采集单元和若干传感器,所述LORA模块依次连接有射频电路和天线,所述电源模块输入端与光伏组件并联连接,所述电源模块的输入端正极依次与电流采集单元和MOS控制器连接,其输入端负极连接有负极输出电源线,所述MOS控制器连接有正极输出电源线,所述电流采集单元用于采集光伏组件的输出电流信号,所述A/D转换模块还与电源模块连接,以采集光伏组件的输出电压信号,所述LORA模块将传感器信号、光伏组件的电压及电流信号发出,并接收通断控制指令,所述处理单元根据该控制指令控制MOS控制器通断。
2.根据权利要求1所述的基于LORA无线通信的一体化组件监控器,其特征在于,所述处理单元、A/D转换模块、LORA模块和射频电路均集成封装在一处理器内部。
3.根据权利要求2所述的基于LORA无线通信的一体化组件监控器,其特征在于,所述处理器的型号为S78S。
4.根据权利要求1所述的基于LORA无线通信的一体化组件监控器,其特征在于,所述传感器包括温度传感器、湿度传感器、光照强度传感器和震动传感器。
5.根据权利要求1所述的基于LORA无线通信的一体化组件监控器,其特征在于,所述天线为PCB天线,其设置在所述接线盒的内壁上。
6.一种光伏组件,包括电池板和设置在电池板一侧的接线盒,其特征在于,所述接线盒内设有权利要求1至5任一所述的基于LORA无线通信的一体化组件监控器。
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