CN207732725U - 一种基于ZigBee的光伏电池板的异动在线监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于ZigBee的光伏电池板的异动在线监测装置，包含至少一个的监测单元，通讯单元和远程监控中心；监测单元包括三轴加速度传感器，监测单元用于采集***参数，三轴加速度传感器通过利用RS485接口将所采集的***参数传输到通讯单元；通讯单元包括ZigBee模块、通信***和通讯转发模块，通信***将监测单元采集的***参数上传给通讯转发模块，ZigBee模块用于通讯单元中终端节点、路由节点和协调器节点间之间的通信；远程监控中心，包括主机和服务器集群，主机接收通讯转发模块发出的***参数，并对主机接收的***参数进行管理、存储、解析和监测。本实用新型实现了光伏电池板的异动的在线监测并对光伏电池板可能出现的倾斜进行预警。
Description
技术领域
本实用新型属于在线检测技术领域，涉及一种基于ZigBee的光伏电池板的异动在线监测装置。
背景技术
由于没有植被，部分地区土质疏松，光伏电池板往往处于迎风面，很容易出现倾斜等情况，从而引起光伏电池板倾斜，偏离原定位置。由于光伏电池板一般都是连片放置，如果光伏电池板的异动不能被及时发现，很有可能在光伏电池板的滑动过程中带动其它正常光伏电池板的位置异动，导致光伏电站光伏电池板的大面积损坏，造成重大经济损失，若此时有工作人员正在进行光伏电池板的清洁等工作，还有可能造成人员伤亡。
目前对光伏电池板的异动检查主要采用人工巡视、视频监控等方法。由于光伏电池板的分布广，人工巡视时，工作效率低，工人劳动强度大，并且无法避免人为的测量误差。采用视频监控时存在投资成本高，供电困难等问题。最关键的是这些检测方式只能在光伏电池板发生明显位置变动后才能够检测出来，工作人员无法实时掌握每个光伏电池板的位置参数，不利于工作人员及时采取有效措施对潜在的危险进行处理。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种基于ZigBee的光伏电池板的异动在线监测装置，实现既能适应智能光伏电网的发展要求，又能在数据、资源等方面实现安全可靠传输与共享。
为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种基于ZigBee的光伏电池板的异动在线监测装置，包含至少一个的监测单元，通讯单元和远程监控中心；
所述监测单元包括三轴加速度传感器，所述监测单元用于采集***参数，所述三轴加速度传感器通过利用RS485接口将所采集的***参数传输到通讯单元；
所述通讯单元包括ZigBee模块、通信***和通讯转发模块，所述通信***将所述监测单元采集的***参数上传给所述通讯转发模块，所述ZigBee模块用于通讯单元中终端节点、路由节点和协调器节点间之间的通信；
远程监控中心，包括主机和服务器集群，所述主机接收所述通讯转发模块发出的***参数，并对所述主机接收的***参数进行管理、存储、解析和监测。
进一步，所述监测单元还包含卡尔曼滤波器，所述卡尔曼滤波器设置在所述三轴加速度传感器和ZigBee模块之间。
进一步，所述三轴加速度传感器为MPU6050三轴加速度传感器，所述ZigBee模块为MC13224芯片。
进一步，所述通讯转发模块与所述监测单元之间通过有线或无线的方式直接通信。
进一步，所述通讯单元与所述远程监控中心通过以太网相连，所述通讯单元采用SIM7600CE模块建立远程传输网络。
进一步，所述在线监测装置还包含供电单元，所述供电单元为在线监测装置供电，所述供电单元有三路电源，包含太阳能电池板，蓄电池和市电，三路电源均连接至控制器，并通过稳压器输出。
进一步，所述稳压器为AMS1117稳压器。
本实用新型的有益效果在于：
(1)本实用新型中ZigBee与通信模块相结合，建立了一个基于ZigBee技术的低成本、低功耗、多节点、远距离的稳定无线传输网络，并且对光伏电池板的异动状态数据实现了实时、准确的监测。
(2)采用本方案的供电单元主要由太阳能、可充电蓄电池、市电三路电源相结合的功能模式，可以在多种条件下各传感器节点、ZigBee节点和模块的能源供应。
(3)光伏电池板的异动数据采集采用了MPU6050三轴加速度传感器，该传感器数据采集精度高且功耗合理(工作电流为6mA，休眠模式下为25uA)，较于多组件方案，免除了组合陀螺仪与加速器时之轴间差的问题。能够在节约成本的同时达到低功耗、高精度的目标。
附图说明
为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本实用新型提供如下附图进行说明：
图1为本实用新型的异动在线监测装置的连接示意图；
图2为本实用新型实施例的监测单元示意图；
图3为本实用新型实施例的通讯单元示意图；
图4为本实用新型实施例的供电单元示意图；
图5为本实用新型实施例的电源转换示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。
如图1所示，一种基于ZigBee的光伏电池板的异动在线监测装置，包括至少一个(其具体个数可以根据需要来设置)监测单元，该监测单元采用MPU6050三轴加速度传感器采集***参数数据，然后利用RS485或RS232接口将传感器采集的数据传递给MC13224芯片；通讯单元中，终端节点、路由节点和协调器节点间的通信均采用飞思卡尔公司的MC13224芯片构建无线网络，采用SIMCOM公司的SIM7600CE型4G/3G/2G模块建立远程传输网络。通过4G/3G/2G的通信模式发给接收机，接收机通过无线串口发送到远程监控中心上位机；远程监控中心，包括PC机和服务器集群，主机接收通讯转发模块发出的***参数；远程监控中心软件平台采用JAVA作为软件开发环境，使用DM进行数据库管理，安装在远程监控中心上，对主机接收的***参数进行管理、存储、解析和监测。当终端节点采集的数据达到某个设定的阈值时，在界面上显示出预警信号，实现实时预警的功能。
如图2所示，监测单元采用MPU6050三轴加速度传感器采集光伏电池板的异动参数，然后利用RS485或RS232接口将传感器采集的数据传递给MC13224芯片的微处理器单元，然后将采集到的***参数上传到通讯单元。
如图3所示，通讯单元包括MC13224芯片、SIM7600CE型4G/3G/2G模块和通讯转发模块，其中通信***将监测单元采集的***参数上传给通讯转发模块，通讯转发模块，每隔一定周期，读取监测单元采集的***参数。其中通讯转发模块与监测单元以有线或无线的方式直接通讯。当通讯转发模块与监测单元以有线的方式直接通讯时，可以通过RS485接口或者 RS232接口与监测单元相连，进行数据交互。当通讯转发模块与监测单元以无线的方式直接通讯时，通过ZigBee无线网络与监测单元进行数据交互。
远程监控中心，包括主机和服务器集群，主机接收通讯转发模块发出的***参数；通讯单元通过通信***将***参数上传主机，主机和服务器集群上安装远程监控中心软件平台。远程监控中心的计算环境构建在采用了虚拟化技术的虚拟机服务器集群上。
远程监控中心软件平台采用JAVA作为软件开发环境，使用DM进行数据库管理，安装在远程监控中心上，对主机接收的***参数进行管理、存储、解析和监测。
如图4所示，供电单元主要由太阳能、可充电蓄电池、市电三路电源相结合的功能模式，三路电源由控制器进行选择，并通过稳压器AMS1117进行输出。实现在多种条件下各传感器节点、ZigBee节点和模块的能源供应。
如图5所示，其中AMS1117的连接方式为，输入端通过电容C201和电容C202并联之后接地，输出端通过电容C203和电容C204并联之后接地。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本实用新型进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本实用新型权利要求书所限定的范围。
Claims (7)
1.一种基于ZigBee的光伏电池板的异动在线监测装置，其特征在于：包含至少一个的监测单元，通讯单元和远程监控中心；
所述监测单元包括三轴加速度传感器，所述监测单元用于采集***参数，所述三轴加速度传感器通过利用RS485接口将所采集的***参数传输到通讯单元；
所述通讯单元包括ZigBee模块、通信***和通讯转发模块，所述通信***将所述监测单元采集的***参数上传给所述通讯转发模块，所述ZigBee模块用于通讯单元中终端节点、路由节点和协调器节点间之间的通信；
远程监控中心，包括主机和服务器集群，所述主机接收所述通讯转发模块发出的***参数，并对所述主机接收的***参数进行管理、存储、解析和监测。
2.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee的光伏电池板的异动在线监测装置，其特征在于：所述监测单元还包含卡尔曼滤波器，所述卡尔曼滤波器设置在所述三轴加速度传感器和ZigBee模块之间。
3.根据权利要求2所述的一种基于ZigBee的光伏电池板的异动在线监测装置，其特征在于：所述三轴加速度传感器为MPU6050三轴加速度传感器，所述ZigBee模块为MC13224芯片。
4.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee的光伏电池板的异动在线监测装置，其特征在于：所述通讯转发模块与所述监测单元之间通过有线或无线的方式直接通信。
5.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee的光伏电池板的异动在线监测装置，其特征在于：所述通讯单元与所述远程监控中心通过以太网相连，所述通讯单元采用SIM7600CE模块建立远程传输网络。
6.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee的光伏电池板的异动在线监测装置，其特征在于：所述在线监测装置还包含供电单元，所述供电单元为在线监测装置供电，所述供电单元有三路电源，包含太阳能电池板，蓄电池和市电，三路电源均连接至控制器，并通过稳压器输出。
7.根据权利要求6所述的一种基于ZigBee的光伏电池板的异动在线监测装置，其特征在于：所述稳压器为AMS1117稳压器。
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| CN111932853A (zh) * | 2020-07-27 | 2020-11-13 | 慧橙新能源发展(杭州)有限公司 | 一种基于电池集群的非实时数据采集方法 |
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