[發(fā)明專利]太陽(yáng)能無(wú)線聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210588469.2
• 申請(qǐng)日: 2012-12-29
• 公開（公告）號(hào): CN102999036A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程樹英;戴智堅(jiān);林培杰;章杰;賴松林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B19/418
• 分類號(hào): G05B19/418
• 代理公司: 福州元?jiǎng)?chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學(xué)俊

1.一種太陽(yáng)能無(wú)線聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：包括組成射頻無(wú)線網(wǎng)絡(luò)且配備控制器的復(fù)數(shù)個(gè)監(jiān)控終端設(shè)備以及遠(yuǎn)程監(jiān)控中心；所述的復(fù)數(shù)個(gè)監(jiān)控終端設(shè)備皆設(shè)置有視頻圖像采集端、太陽(yáng)能電源和LED照明燈以及射頻通信節(jié)點(diǎn)；所述的太陽(yáng)能電源為所述的視頻圖像采集端、LED照明燈以及射頻通信節(jié)點(diǎn)供電；所述的遠(yuǎn)程監(jiān)控中心設(shè)置有一個(gè)射頻協(xié)調(diào)設(shè)備，用于該遠(yuǎn)程監(jiān)控中心與所述的射頻無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通訊。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能無(wú)線聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：所述的控制器包括核心處理單元以及與該核心處理單元連接的射頻無(wú)線通信模塊、太陽(yáng)能電源模塊、LED照明控制模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、視頻圖像數(shù)據(jù)采集模塊和電源管理模塊；該控制器的各個(gè)模塊都直接或間接由太陽(yáng)能電池板供電，且該控制器集合了MPPT技術(shù)、視頻圖像處理技術(shù)和射頻無(wú)線通信技術(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能無(wú)線聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：所述的控制器將射頻無(wú)線聯(lián)網(wǎng)功能直接嵌入其中，能引導(dǎo)射頻無(wú)線通信節(jié)點(diǎn)組建射頻無(wú)線監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控終端設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)通信。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能無(wú)線聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：所述的太陽(yáng)能電源模塊和LED照明控制模塊的電路結(jié)構(gòu)均采用BUCK型降壓電路且配有相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路和保護(hù)電路，通過調(diào)節(jié)控制器輸出的PWM波占空比控制太陽(yáng)能電源的充電功率與LED照明功率，太陽(yáng)能電源的充電策略采用MPPT充電與浮充充電交替的方式，而MPPT充電中采用恒壓法與改進(jìn)型擾動(dòng)觀察法交替的方式。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能無(wú)線聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：所述的數(shù)據(jù)采集模塊在電壓上采用電阻分壓方式，在電流上利用小電阻獲得的小電壓經(jīng)放大芯片MAX4080放大的電壓電流信號(hào)經(jīng)控制器的AD采樣端送入控制器。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能無(wú)線聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：所述的視頻圖像數(shù)據(jù)采集模塊中的數(shù)據(jù)來(lái)源于OV7620數(shù)字?jǐn)z像頭，外掛SDRAM的視頻圖像壓縮芯片ML86410對(duì)視頻流進(jìn)行壓縮并緩存，采用EPM1270作為類DMA控制器實(shí)現(xiàn)視頻圖像數(shù)據(jù)的采集并暫存于靜態(tài)存儲(chǔ)器IS61WV51216中等待核心控制單元的處理。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能無(wú)線聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：所述的核心處理單元采用外掛程序存儲(chǔ)器的微控制單元LPC2292，該微控制單元在軟件上主要負(fù)責(zé)MPPT控制算法、視頻圖像數(shù)據(jù)的處理、攝像頭的調(diào)配和無(wú)線協(xié)議的自組織以及射頻無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的組建，通過分時(shí)控制太陽(yáng)電池板能量的最大化利用、視頻圖像數(shù)據(jù)處理和射頻無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)通信。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能無(wú)線聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：所述組成射頻無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的方式為：將系統(tǒng)中的一套設(shè)備的控制器配置為射頻協(xié)調(diào)設(shè)備，負(fù)責(zé)所在區(qū)域無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的組建與維持，并承擔(dān)該區(qū)域無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)交互任務(wù)，其余的多套設(shè)備能根據(jù)區(qū)域地形及路燈照明與視頻圖像監(jiān)控綁定的分布情況配置為路由設(shè)備或終端設(shè)備，由它們將視頻圖像與照明情況轉(zhuǎn)發(fā)至協(xié)調(diào)設(shè)備，再由協(xié)調(diào)設(shè)備發(fā)往遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能無(wú)線聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：所述的射頻無(wú)線通信模塊采用nRF24L01+射頻芯片，該射頻芯片的天線端設(shè)置有MAX2240和MAX2264芯片設(shè)計(jì)成的功率放大電路與低噪聲放大電路。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能無(wú)線聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：所述的遠(yuǎn)程監(jiān)控中心利用Microsoft?Visual?C++?6.0設(shè)計(jì)了一個(gè)可視化的監(jiān)控管理軟件，該軟件包括數(shù)據(jù)監(jiān)視、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和命令控制三部分，能夠分析與監(jiān)視太陽(yáng)能電源的狀態(tài)信息、路燈照明情況以及所監(jiān)控環(huán)境的實(shí)時(shí)視頻圖像并進(jìn)行定時(shí)存儲(chǔ)，也能通過命令控制向任意數(shù)量的監(jiān)控終端設(shè)備發(fā)送命令控制該監(jiān)控終端設(shè)備的工作狀態(tài)。