專利名稱：嵌入式太陽能智能供電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能供電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
太陽能是當(dāng)今應(yīng)用最廣的ー種可再生資源，太陽能遍布全球，取之不盡、用之不竭，對(duì)環(huán)境無污染，是人類未來能源的最佳選擇?，F(xiàn)在太陽能的利用已得到世界各國的普遍重視，太陽能的利用也到了一個(gè)新的發(fā)展階段。太陽能的利用技術(shù)已是當(dāng)今世界各國索取新能源和利用新能源，進(jìn)行節(jié)能、環(huán)保的重要研究項(xiàng)目之一。近幾年來，太陽能產(chǎn)業(yè)已在我國得到了迅猛的發(fā)展，我國已成為僅次于日本和德國之后居世界第三的光伏產(chǎn)品生產(chǎn)大國，這是我國為改善全球日益惡化的環(huán)境做出的巨大 貢獻(xiàn)，而隨著我國相關(guān)法律和政策的出臺(tái)，能源長期性短缺的我國將有望成為世界上最大的光伏發(fā)電市場?；茉唇K將耗盡，絕對(duì)儲(chǔ)量不可能滿足人類長期發(fā)展的需要，尋找替代能源勢在必然。太陽能是人類必然的能源選擇，未來太陽能的發(fā)展將一片光明。但現(xiàn)有的太陽能光電技術(shù)的應(yīng)用尚存在相當(dāng)大的不足(I)太陽能發(fā)電成本欲與現(xiàn)有的常規(guī)能源相競爭還有很大的差距，這一行業(yè)在技術(shù)上遠(yuǎn)沒有達(dá)到完全成熟的地歩，成本有待進(jìn)ー步降低。(2)現(xiàn)有的太陽能供電系統(tǒng)普遍采用太陽能電池板固定式，光電轉(zhuǎn)換效率普遍不高，很大程度上影響了光伏發(fā)電的推廣應(yīng)用。(3)太陽能供電系統(tǒng)的管理比較粗糙，蓄電池的使用不甚合理，嚴(yán)重影響了蓄電池的使用壽命，同時(shí)難以實(shí)時(shí)了解系統(tǒng)的工作狀況，出現(xiàn)故障時(shí)維修缺乏及時(shí)性和針對(duì)性。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處，本發(fā)明提供ー種嵌入式太陽能智能供電系統(tǒng)，該系統(tǒng)以嵌入式處理器為控制核心，能夠根據(jù)感測的陽光強(qiáng)度、或者獲取的經(jīng)緯度來計(jì)算并調(diào)整電池板角度，具有自動(dòng)充電、防止蓄電池過充過放、電源逆變、實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能。能夠有效提高太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率并完善太陽能供電系統(tǒng)的管理。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明技術(shù)方案為嵌入式太陽能智能供電系統(tǒng)，其包括—自動(dòng)跟蹤模塊其由一光電傳感器、GPS模塊和一自動(dòng)跟蹤控制電路構(gòu)成,該自動(dòng)跟蹤控制電路由依序相接的一中心處理器、一步進(jìn)電機(jī)和一太陽能電池板構(gòu)成，所述的光電傳感器連接中心處理器；ー蓄電池控制模塊其由依序相接的蓄電池、逆變模塊和防過充過放模塊組成，該蓄電池連接中心處理器，該防過充過放模塊連接中心處理器和太陽能板；一市電輸出模塊設(shè)置于逆變模塊和防過充過放模塊之間；一通信控制模塊其由連接中心處理器的無線接ロ或有線接ロ連接外部網(wǎng)絡(luò)；由外部網(wǎng)絡(luò)連接WEB客戶端和監(jiān)測中心。
一人機(jī)控制接ロ 其連接中心處理器。上述技術(shù)方案的有益之處在于本發(fā)明嵌入式太陽能智能供電系統(tǒng)采用“數(shù)字設(shè)備/傳感器組+嵌入式處理器+通信模塊”的形式以嵌入式處理器為核心，對(duì)多種功能進(jìn)行管理；傳感器采用獨(dú)特設(shè)計(jì)的光傳感裝置，準(zhǔn)確采集光量；可根據(jù)經(jīng)緯度和采集的光強(qiáng)數(shù)據(jù)兩種手段，調(diào)整太陽能電池板角度；采用有線或者無線通信手段，能夠?qū)嵤┻h(yuǎn)程監(jiān)控；嵌入式系統(tǒng)軟件可以支持多任務(wù)處理，軟硬件根據(jù)需求可以裁剪移植及向高端應(yīng)用升級(jí)，完善太陽能供電系統(tǒng)的管理。本系統(tǒng)的主要功能如下(I)太陽能電池板通過感光調(diào)節(jié)控制或GPS定位計(jì)算，通過機(jī)械傳動(dòng)，實(shí)時(shí)保持與太陽光垂直，實(shí)現(xiàn)太陽能電池板光電轉(zhuǎn)換效率最大化。
(2)實(shí)時(shí)監(jiān)控蓄電池的工作情況，蓄電池自動(dòng)充放電并能防止過充過放。(3)12V 直流電、市電(220V，50Hz)輸出。(4)自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)在白天自動(dòng)跟蹤，在夜晚或雨天等光線很弱時(shí)處干“睡眠”狀態(tài)。(5) GPS定位接收GPS信息并解析，直觀顯示位置、時(shí)間等有用信息，并給機(jī)制控制提供依據(jù)。(6)監(jiān)測中心可以通過有線或者無線的方式，遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)的工作情況。(7)具備硬件和軟件雙重保護(hù)系統(tǒng)功能，使系統(tǒng)穩(wěn)定可靠地運(yùn)行。


圖I是本發(fā)明工作原理示意圖；圖2是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)結(jié)合附圖和實(shí)施例說明本發(fā)明。如圖1、2所示的嵌入式太陽能智能供電系統(tǒng)，其包括一自動(dòng)跟蹤模塊、一蓄電池控制模塊、一通信控制模塊和一人機(jī)控制接ロ。所述的自動(dòng)跟蹤模塊由一光電傳感器、GPS模塊和一自動(dòng)跟蹤控制電路構(gòu)成，根據(jù)感測光強(qiáng)和經(jīng)緯度計(jì)算兩種方式為所述的自動(dòng)跟蹤電路提供數(shù)據(jù)。該自動(dòng)跟蹤控制電路由依序相接的一中心處理器、一步進(jìn)電機(jī)3和一太陽能電池板2構(gòu)成，所述的光電傳感器連接中心處理器。該中心處理器通過控制芯片采集模擬信號(hào)，并將其數(shù)字化，編碼成8位ニ進(jìn)制數(shù)，并返回給中心處理器。中心處理器通過對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，然后發(fā)出指令控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)太陽能電池板2，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)跟蹤。所述的步進(jìn)電機(jī)3連接一光電采集器1，該光電采集器I控制太陽光進(jìn)來后的光量，從而可以調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)3的轉(zhuǎn)動(dòng)。所述的步進(jìn)電機(jī)3和中心處理器之間設(shè)置有一隔離放大電路，一減速機(jī)構(gòu)連接步進(jìn)電機(jī)3和太陽能電池板2。該步進(jìn)電機(jī)3由ー電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)。所述的光電采集器I、步進(jìn)電機(jī)3和太陽能電池板2設(shè)置于ー支架4上。所述的蓄電池控制模塊其由依序相接的蓄電池、逆變模塊和防過充過放模塊組成，該蓄電池連接中心處理器，該防過充過放模塊連接中心處理器和太陽能板；一市電輸出模塊設(shè)置于逆變模塊和防過充過放模塊之間。逆變模塊和防過充過放模塊的設(shè)置是為保護(hù)蓄電池，并且能夠?qū)崿F(xiàn)直流到交流的逆變。所述的通信控制模塊其由連接中心處理器的無線接ロ或有線接ロ連接外部網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)有線控制或無線控制。由外部網(wǎng)絡(luò)連接WEB客戶端和監(jiān)測中心。對(duì)于無線控制，可以通過RS232接ロ，用GPRS、GSM、3G等無線通信手段；對(duì)于有線控制，可以采用IEEE488、internet等有線通信手段，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的監(jiān)控。所述的人機(jī)控制接ロ，其包括IXD、觸摸屏等設(shè)備連接中心處理器。上述核心電路裝在一控制箱5中，該控制箱5可放于屋內(nèi)，通過有線或者無線的方式對(duì)遠(yuǎn)程的裝置進(jìn)行控制。以上實(shí)施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是 按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.嵌入式太陽能智能供電系統(tǒng)，特征在于其包括 一自動(dòng)跟蹤模塊其由一光電傳感器、GPS模塊和一自動(dòng)跟蹤控制電路構(gòu)成，該自動(dòng)跟蹤控制電路由依序相接的一中心處理器、一步進(jìn)電機(jī)和一太陽能電池板構(gòu)成，所述的光電傳感器連接中心處理器； ー蓄電池控制模塊其由依序相接的蓄電池、逆變模塊和防過充過放模塊組成，該蓄電池連接中心處理器，該防過充過放模塊連接中心處理器和太陽能板；一市電輸出模塊設(shè)置于逆變模塊和防過充過放模塊之間； 一通信控制模塊其由連接中心處理器的無線接ロ或有線接ロ連接外部網(wǎng)絡(luò)；由外部網(wǎng)絡(luò)連接WEB客戶端和監(jiān)測中心； 一人機(jī)控制接ロ 其連接中心處理器。
2.如權(quán)利要求I所述的嵌入式太陽能智能供電系統(tǒng)，特征在于所述的步進(jìn)電機(jī)連接 一光電米集器。
3.如權(quán)利要求I或2所述的嵌入式太陽能智能供電系統(tǒng)，特征在于所述的步進(jìn)電機(jī)和中心處理器之間設(shè)置有一隔離放大電路，一減速機(jī)構(gòu)連接步進(jìn)電機(jī)和太陽能電池板。
4.如權(quán)利要求I或2所述的嵌入式太陽能智能供電系統(tǒng)，特征在于根據(jù)感測光強(qiáng)和經(jīng)緯度計(jì)算兩種方式為所述的自動(dòng)跟蹤電路提供數(shù)據(jù)。
5.如權(quán)利要求3所述的嵌入式太陽能智能供電系統(tǒng)，特征在于根據(jù)感測光強(qiáng)和經(jīng)緯度計(jì)算兩種方式為所述的自動(dòng)跟蹤電路提供數(shù)據(jù)。
全文摘要
一種嵌入式太陽能智能供電系統(tǒng)，其自動(dòng)跟蹤模塊由一光電傳感器和一自動(dòng)跟蹤控制電路構(gòu)成，該自動(dòng)跟蹤控制電路由依序相接的中心處理器、步進(jìn)電機(jī)和太陽能電池板構(gòu)成，光電傳感器連接中心處理器；其蓄電池控制模塊由依序相接的蓄電池、逆變模塊和防過充過放模塊組成，該蓄電池連接中心處理器，該防過充過放模塊連接中心處理器和太陽能板；其通信控制模塊由連接中心處理器的無線接口或有線接口連接外部網(wǎng)絡(luò)；由外部網(wǎng)絡(luò)連接WEB客戶端和監(jiān)測中心。其人機(jī)控制接口連接中心處理器。該系統(tǒng)以嵌入式處理器為控制核心，能夠提高太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率并完善太陽能供電系統(tǒng)的管理。系統(tǒng)可以進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，支持多任務(wù)處理，根據(jù)需求進(jìn)行裁剪、移植、升級(jí)。
文檔編號(hào)H02J13/00GK102820677SQ20111015094
公開日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2011年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月7日
發(fā)明者楊光松, 鄭佳春, 劉璟, 馬中華, 陳朝陽, 刑海濤 申請(qǐng)人:集美大學(xué)