專利名稱：光伏電站蓄電池狀態(tài)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于光伏蓄電池檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及光伏電站蓄電池狀態(tài)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測技木。
背景技術(shù)：
隨著光伏發(fā)電技術(shù)越來越廣泛的應(yīng)用，已有大量的光伏系統(tǒng)投入運行。離網(wǎng)光伏電站系統(tǒng)蓄電池是重要的儲能設(shè)備，涉及到離網(wǎng)光伏系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行，離網(wǎng)光伏系統(tǒng)的蓄電池組由充放電控制器對其進行浮充電和放電控制。蓄電池組需要常規(guī)的均充或浮充電管理外，還要巡檢蓄電池組的日常工作狀態(tài)，在國內(nèi)對蓄電池組的維護及性能評價，大都 停留在傳統(tǒng)的檢測方法上。主要有毎年一次通過放電試驗，判斷蓄電池容量；輸出大電流的特性測試；單只蓄電池的端電壓測量等。這些方法無法對處于工作狀態(tài)的蓄電池進行狀態(tài)監(jiān)測，無法及時發(fā)現(xiàn)有故障的蓄電池，運行初期此問題不是很明顯，隨著若干年的運行，此問題將更突出。鑒于上述原因，離網(wǎng)光伏系統(tǒng)多采用有線方式對蓄電池組的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測，主要巡檢蓄電池的端電壓，不能完全反應(yīng)蓄電池的運行狀態(tài)。因此，對蓄電池組進行實時有效的運行狀態(tài)、故障在線分析與診斷顯得十分重要。我國最近幾年蓄電池組監(jiān)測技術(shù)的快速發(fā)展，較多的有線監(jiān)測蓄電池的電壓、電流和內(nèi)阻等的設(shè)備投入運行，但是電纜線較多不利于安裝和維護。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型目的是為光伏蓄電池配套ー種度高、抗干擾能力強、超低功耗、工作穩(wěn)定的光伏電站蓄電池狀態(tài)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測裝置。本實用新型包括監(jiān)控中心、無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器、路由節(jié)點和若干蓄電池傳感器節(jié)點；各蓄電池傳感器節(jié)點包括ー只控制芯片，在所述控制芯片的輸入端分別連接該蓄電池的溫度信號采樣模塊、蓄電池電流采樣模塊、蓄電池的電壓采樣模塊，在所述控制芯片的輸入端還連接時鐘模塊，所述控制芯片還連接天線；各蓄電池傳感器節(jié)點的天線通過路由節(jié)點與無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器連接，無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器與監(jiān)控中心信號連接。各蓄電池傳感器節(jié)點通過各模塊將蓄電池的溫度、電流、電壓信號調(diào)理電路處理后輸入控制芯片的AD轉(zhuǎn)換接ロ，經(jīng)過CPU處理后輸出到天線。再經(jīng)過路由節(jié)點傳送至無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，由無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器再傳送至監(jiān)控中心，通過監(jiān)控中心及時掌握各光伏電站蓄電池的工作狀態(tài)，以便控制。本實用新型通過對蓄電池組和単體蓄電池低成本無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計和開發(fā)，為蓄電池的故障診斷提供大量的內(nèi)部實時信息，可以解決因大量測點的存在而出現(xiàn)電纜成本高和施工困難問題、蓄電池溫度和電氣參數(shù)監(jiān)測的靈敏度低和定位困難問題。在獲取蓄電池溫度、電壓和電流等信息的基礎(chǔ)上，通過對蓄電池的特性的實時檢測、歷史存儲、統(tǒng)計和推理，從而能夠解決蓄電池端電壓不足、電池開路、內(nèi)阻明顯變大、容量不足、瞬間放電電流不滿足負(fù)載要求等故障。并且能夠精確定位，防止故障的進ー步擴大，提高離網(wǎng)光伏系統(tǒng)的可靠性和供電質(zhì)量具有重要意義。另外，本實用新型所述蓄電池傳感器節(jié)點的控制芯片還連接編程接ロ模塊。本實用新型所述無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器包括以JN5139控制芯片為核心的無線射頻芯片模塊、LPC2210微控制模塊、以太網(wǎng)控制模塊和以太網(wǎng)接ロ模塊，所述無線射頻芯片模塊通過LPC2210微控制模塊與以太網(wǎng)控制模塊連接，所述以太網(wǎng)控制模塊與以太網(wǎng)接ロ模塊連接。本實用新型所述蓄電池傳感器節(jié)點的控制芯片為JN5139無線控制芯片。本實用新型所述蓄電池傳感器節(jié)點的溫度信號采樣模塊由SHTll集成芯片和相應(yīng)的調(diào)理電路組成。 本實用新型所述蓄電池傳感器節(jié)點的電流采樣模塊由霍爾直流電流傳感器TBC10SY和相應(yīng)的調(diào)理電路組成。本實用新型所述蓄電池傳感器節(jié)點的電壓采樣模塊為分壓電阻取樣模塊。

圖I為本實用新型的數(shù)據(jù)流框圖。圖2為本實用新型的無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器結(jié)構(gòu)原理框圖。圖3為本實用新型的蓄電池傳感器節(jié)點結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施方式
如圖I所示，本實用新型包括一個監(jiān)控中心a、無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器b、若干路由節(jié)點c和若干蓄電池傳感器節(jié)點d。如圖3所示，各蓄電池傳感器節(jié)點d設(shè)有ー只控制芯片8，在控制芯片8的輸入端分別連接該蓄電池的溫度信號采樣模塊5、蓄電池電流采樣模塊6、蓄電池的電壓采樣模塊7，在控制芯片8的輸入端還連接時鐘模塊9，控制芯片還連接天線10和編程接ロ模塊11。各蓄電池傳感器節(jié)點d的天線通過路由節(jié)點c與無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器b信號連接，無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器b與監(jiān)控中心a信號連接。如圖2所示，無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器b包括以JN5139控制芯片為核心的無線射頻芯片模塊I、LPC2210微控制模塊2、以太網(wǎng)控制模塊3和以太網(wǎng)接ロ模塊4，無線射頻芯片模塊I通過LPC2210微控制模塊2與以太網(wǎng)控制模塊3連接，以太網(wǎng)控制模塊3與以太網(wǎng)接ロ模塊4連接。本實用新型蓄電池傳感器節(jié)點的控制芯片8為JN5139無線控制芯片，溫度信號采樣模塊5由SHTll集成芯片和相應(yīng)的調(diào)理電路組成，電流采樣模塊6由霍爾直流電流傳感器TBC10SY和相應(yīng)的調(diào)理電路組成，電壓采樣模塊7為分壓電阻取樣模塊。 本實用新型設(shè)計了基于英國Jennic公司的高性能、低功耗無線SOC模塊(JN5139)蓄電池傳感器節(jié)點；同時開發(fā)了基于LPC2210微控制器的協(xié)調(diào)器節(jié)點，構(gòu)成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)裝置。蓄電池組傳感器節(jié)點，通過獲取蓄電池溫度、電流和電壓等參數(shù)，為蓄電池的內(nèi)部運行狀態(tài)和故障診斷提供大量的內(nèi)部信息，解決蓄電池的溫度和電氣參數(shù)監(jiān)測的靈敏度低和定位困難問題。協(xié)調(diào)器節(jié)點完成傳感器節(jié)點的信息收集的節(jié)點的協(xié)調(diào)工作，實現(xiàn)internet的接ロ。通過對蓄電池運行特性的實時檢測、歷史存儲、統(tǒng)計和推理，從而能夠精確診斷和定位，防止故障的進ー步擴大，提高離網(wǎng)光伏系統(tǒng)的可靠性和供電質(zhì)量具有重要 意義。
權(quán)利要求1.光伏電站蓄電池狀態(tài)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測裝置，其特征在于包括監(jiān)控中心、無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器、路由節(jié)點和若干蓄電池傳感器節(jié)點；各蓄電池傳感器節(jié)點包括一只控制芯片，在所述控制芯片的輸入端分別連接該蓄電池的溫度信號采樣模塊、蓄電池電流采樣模塊、蓄電池的電壓采樣模塊，在所述控制芯片的輸入端還連接時鐘模塊，所述控制芯片還連接天線；各蓄電池傳感器節(jié)點的天線通過路由節(jié)點與無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器連接，無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器與監(jiān)控中心信號連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述光伏電站蓄電池狀態(tài)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測裝置，其特征在于所述蓄電池傳感器節(jié)點的控制芯片還連接編程接ロ模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述光伏電站蓄電池狀態(tài)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測裝置，其特征在于所述無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器包括以JN5139控制芯片為核心的無線射頻芯片模塊、LPC2210微控制模塊、以太網(wǎng)控制模塊和以太網(wǎng)接ロ模塊，所述無線射頻芯片模塊通過LPC2210微控制模塊與以太網(wǎng)控制模塊連接，所述以太網(wǎng)控制模塊與以太網(wǎng)接ロ模塊連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述光伏電站蓄電池狀態(tài)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測裝置，其特征在于所述蓄電池傳感器節(jié)點的控制芯片為JN5139無線控制芯片。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述光伏電站蓄電池狀態(tài)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測裝置，其特征在于所述蓄電池傳感器節(jié)點的溫度信號采樣模塊由SHTll集成芯片和相應(yīng)的調(diào)理電路組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述光伏電站蓄電池狀態(tài)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測裝置，其特征在于所述蓄電池傳感器節(jié)點的電流采樣模塊由霍爾直流電流傳感器TBC10SY和相應(yīng)的調(diào)理電路組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述光伏電站蓄電池狀態(tài)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測裝置，其特征在于所述蓄電池傳感器節(jié)點的電壓采樣模塊為分壓電阻取樣模塊。
專利摘要光伏電站蓄電池狀態(tài)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測裝置，屬于光伏蓄電池檢測技術(shù)領(lǐng)域，在各蓄電池傳感器節(jié)點的控制芯片輸入端分別連接該蓄電池的溫度信號采樣模塊、蓄電池電流采樣模塊、蓄電池的電壓采樣模塊，在控制芯片的輸入端還連接時鐘模塊，控制芯片還連接天線；各蓄電池傳感器節(jié)點的天線通過路由節(jié)點與無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器連接，無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器與監(jiān)控中心信號連接。各蓄電池傳感器節(jié)點通過各模塊將蓄電池的溫度、電流、電壓信號輸入控制芯片，經(jīng)過CPU處理后輸出到天線，再經(jīng)過路由節(jié)點傳送至無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，由無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器再傳送至監(jiān)控中心，通過監(jiān)控中心及時掌握各光伏電站蓄電池的工作狀態(tài)，以便控制。
文檔編號G01R31/36GK202372630SQ20112056054
公開日2012年8月8日 申請日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者史旺旺, 張劍峰, 楊鵬, 沈楚焱, 許慶婷 申請人:揚州大學(xué)