TWI409606B - 太陽能控制系統 - Google Patents

Description

太陽能控制系統

本發明係關於一種太陽能控制系統。

在藍牙技術之使用過程中，人們發現藍牙技術儘管有諸多優點，但仍存在諸多缺陷，對工業、家庭自動化控制和遙測遙控領域而言，藍牙技術太複雜、功耗大、距離近、組網規模小，而工業自動化對無線通訊之需求愈來愈強烈，因此，ZigBee(全新無線網路資料通訊技術)協定在2004正式問世，ZigBee技術是隨著工業自動化對於無線通訊和資料傳輸之需求而產生的，ZigBee網路省電、可靠、成本低、容量大、安全，可廣泛應用於各種自動控制領域。一般太陽能控制器需要透過實體之連接線才能設定排程與相關參數，如果需要設定大量之太陽能控制器時，實體連接線之方式則顯得複雜與困難。

鑒於上述內容，有必要提供一種太陽能控制系統，可以透過無線網路控制太陽能控制器。

一種太陽能控制系統，包括一太陽能板、一充電電池及一負載，該太陽能板透過該充電電池與該負載相連，其改良在於：該太陽能控制系統還包括一監控設備、一第一ZigBee模組、一第二 ZigBee模組及一太陽能控制器，該監控設備連接該第一ZigBee模組，該太陽能控制器包括一微處理器及一通訊介面，該充電電池之輸出端連接該微處理器之一輸入端，該太陽能板之輸出端連接該微處理器之一輸入端，該負載之輸出端連接該微處理器之一輸入端，該充電電池之輸入端連接該微處理器之一輸出端，該微處理器經該通訊介面連接該第二ZigBee模組，該監控設備監控微處理器的狀態及發送控制指令給微處理器，以使微處理器根據接收到的控制指令偵測太陽能板的電壓並根據該電壓之情況判斷日夜時間，當該微處理器偵測到太陽能板之電壓很大時，該微處理器判斷為白天並控制該太陽能板為該充電電池充電，該充電電池無輸出電壓提供給該負載；當該太陽能板之電壓變小時，該微處理器判斷為夜間並控制該充電電池為該負載供電。

相較習知技術，該電腦透過該第一及第二ZigBee模組獲取該太陽能控制器之相關資訊，並根據該資訊發送相關指令控制該太陽能控制器，以此實現對無線網路中之太陽能控制器之有效控制和管理。

100‧‧‧電腦

20‧‧‧第二ZigBee模組

40‧‧‧太陽能板

60‧‧‧負載

32‧‧‧降壓器

10‧‧‧第一ZigBee模組

30‧‧‧太陽能控制器

50‧‧‧充電電池

31‧‧‧微處理器

33‧‧‧串列介面

圖1為本發明太陽能控制系統之較佳實施方式之工作原理框圖。

圖2為圖1之拓撲架構示意圖。

請參閱圖1，本發明太陽能控制系統之較佳實施方式包括一具有串列介面之電腦100、一第一ZigBee模組10、一第二ZigBee模組20、一太陽能控制器30、一太陽能板40、一充電電池50及一負載 60。該太陽能控制器30包括一微處理器31、一降壓器32及一串列介面33。該串列介面33為RS-232(資料終端設備和資料通訊設備之間串列二進位資料交換介面技術標準)標準之串列介面，其亦可選用其他類型之通訊介面。該電腦100亦可用其他類型之監控設備替代。

該充電電池50之輸入端分別連接該太陽能板40之輸出端及該微處理器30之一輸出端，該充電電池50之輸出端分別連接該降壓器32之輸入端及該負載60之輸入端，該降壓器32之輸出端連接該微處理器31之一輸入端，該太陽能板40之輸出端及該負載50之輸出端分別連接該微處理器30之兩個輸入端，該電腦100透過串列介面連接該第一ZigBee模組10之輸入端，該第二ZigBee模組20經該太陽能控制器30之串列介面33連接該微處理器31，該第一ZigBee模組10與該第二ZigBee模組20進行無線通訊。

本實施方式中，該充電電池50為該太陽能控制器30及該負載60提供工作電壓，當該充電電池50之電壓過大時需透過該降壓器32將其降壓到合適電壓後提供給該微處理器31，該微處理器31偵測該太陽能板40之電壓並根據該電壓之情況判斷日夜時間，當該太陽能板40之電壓很大時，該微處理器31偵測到該電壓並判斷為白天，並控制該太陽能板40為該充電電池50充電，該充電電池50無輸出電壓提供給該負載60；當該太陽能板40之電壓變小時，該微處理器31偵測到該電壓並判斷為夜間，並控制該充電電池50為該負載60供電，即為該負載60提供工作電壓。該微處理器31可以根據偵測到之該負載60兩端之電流情況來調節該充電電池50提供給該 負載60之電壓。透過該電腦100可以設定該太陽能控制器30之時間排程以及微處理器31偵測太陽能板40之電壓門限值，以該負載60為路燈為例，晚上六點到早上六點需要開燈，其餘時間則需要關燈或是設定該太陽能板40之電壓小於一電壓值時需要開燈，而大於另一電壓值時需要關燈。該電腦100透過該第一及第二ZigBee模組10及20獲取該太陽能控制器30之相關資訊，並根據該資訊發送相關指令控制該太陽能控制器30，以此實現對該太陽能控制器30之有效控制和管理。

在ZigBee網路中必須存在一個協調器才能形成整個網路，本實施方式中，與電腦連接之第一ZigBee模組10設置為協調器，與太陽能控制器30連接之第二ZigBee模組20設置為路由器，請繼續參閱圖2，當與複數太陽能控制器30相連之第二ZigBee模組20全部位於與該電腦100相連之第一ZigBee模組10之通訊範圍內時，則該電腦100可透過該ZigBee網路直接控制每一太陽能控制器30。根據實際需要亦可構建其他類型之拓撲架構。

本發明太陽能控制系統透過ZigBee無線通訊技術取代習知之實體連接線技術，以無線通訊之方式獲得太陽能控制器之狀態並傳輸給該電腦，並透過該電腦設定該太陽能控制器之排程與相關參數，利用ZigBee無線模組之路由功能，使ZigBee無線網路上之每一個節點皆可以轉送資訊，因此，只要將該電腦連線到該ZigBee無線網路中之任何一個節點，便可控制所有之太陽能控制器，提高了管理之便利性。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟 ，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。

100‧‧‧電腦

20‧‧‧第二ZigBee模組

40‧‧‧太陽能板

60‧‧‧負載

32‧‧‧降壓器

10‧‧‧第一ZigBee模組

30‧‧‧太陽能控制器

50‧‧‧充電電池

31‧‧‧微處理器

33‧‧‧串列介面

Claims (5)

1. 一種太陽能控制系統，包括一太陽能板、一充電電池及一負載，該太陽能板透過該充電電池與該負載相連，其改良在於：該太陽能控制系統還包括一監控設備、一第一ZigBee模組、一第二ZigBee模組及一太陽能控制器，該監控設備連接該第一ZigBee模組，該太陽能控制器包括一微處理器及一通訊介面，該充電電池之輸出端連接該微處理器之一輸入端，該太陽能板之輸出端連接該微處理器之一輸入端，該負載之輸出端連接該微處理器之一輸入端，該充電電池之輸入端連接該微處理器之一輸出端，該微處理器經該通訊介面連接該第二ZigBee模組，該監控設備監控微處理器的狀態及發送控制指令給微處理器，以使微處理器根據接收到的控制指令偵測太陽能板的電壓並根據該電壓之情況判斷日夜時間，當該微處理器偵測到太陽能板之電壓很大時，該微處理器判斷為白天並控制該太陽能板為該充電電池充電，該充電電池無輸出電壓提供給該負載；當該太陽能板之電壓變小時，該微處理器判斷為夜間並控制該充電電池為該負載供電。
2. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能控制系統，其中該充電電池之輸出端與該微處理器之輸入端之間還串接一降壓器，當該充電電池之電壓過大時，該降壓器將該充電電池之電壓降壓到合適電壓後提供給該微處理器。
3. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能控制系統，其中該通訊介面為RS-232串列介面。
4. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能控制系統，其中該監控設備為一電腦。
5. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能控制系統，其中該第一ZigBee模組為一協調器，該第二ZigBee模組為一路由器。