[實用新型]一種基于無線網絡的太陽光追蹤集群控制裝置

有效

• 申請號: 201420053195.1
• 申請日: 2014-01-27
• 公開（公告）號: CN203689159U
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 褚若波;林寬裕;王翰祥
• 申請（專利權）人: 福建師范大學
• 主分類號: G05D3/00
• 分類號: G05D3/00
• 代理公司: 福州君誠知識產權代理有限公司 35211
• 代理人: 戴雨君

技要領域

本實用新型涉及一種基于無線網絡的太陽光追蹤集群控制裝置。

背景技術

為了克服現有的分布式太陽光追蹤裝置中分布式集群管理困難的不足，本實用新型提供了一種具有無線通訊功能的太陽光追蹤集群控裝置。目前，在太陽能應用領域的集群控制方式大多采用串口通信，GPRS通訊或2.4Gz無線通信。實用新型專利獨立太陽能路燈遠程集群控制裝置（申請號：201020280207.6）采用的是GPRS通信方式與射頻通信方式和實用新型專利太陽能追日控制器（申請號：201120431637.8）采用的是紅外無線通訊方式。這些方案都能實現通信與控制與廣域網遠程控制。但是，如果涉及分布式的太陽光追蹤裝置時，這些方案的實施成本較高，通信傳輸的速率較低。

發明內容

本實用新型設計的目標是結合現有的分布式太陽光追蹤系統所取得的技術基礎，開發出一種基于無線網絡的太陽光追蹤集群控制裝置，該裝置是通過無線網絡傳輸相關數據。由于集群中每一個太陽光追蹤終端器會接收集群控制器發送來的太陽角度信息，所以終端器不需要再配備結構復雜，成本高的太陽光角度傳感器。這大大減少了分布式太陽光追蹤系統的安裝成本。在智能控制與監測方面都有良好的穩定性高，并且通信速率高，易于拓展。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：裝置由主控芯片ARM單片機、無線Modem、太陽光角度測量電路以及多個相互獨立的太陽光追蹤終端器組合而成的太陽光追蹤終端器集群組成，裝置中ARM單片機分別與無線Modem和太陽光角度測量電路連接，同時裝置可根據控制系統的需求通過無線?Modem與每個太陽光追蹤終端器中的內置無線Modem進行無線連接并實現兩者之間通訊，這種通訊既可相互獨立，又可同時進行。

所述的太陽光追蹤終端器是實現太陽光追蹤的器件，由電機控制板，內置無線Modem和轉動機械部分組成，其中內置無線Modem與電機控制板連接，電機控制板再與轉動機械部分連接。太陽光追蹤終端器能夠根據接收到的指令驅動步進電機旋轉到固定角度，使太陽光始終與太陽能電池板平面保持垂直狀態。

實施效果

本實用新型的有益效果是通過無線網絡，實現了分布式光伏追日工程的集群管理要求。由于太陽光追蹤終端器會接收集群控制器發送來的太陽角度信息，所以太陽光追蹤終端器不需要再配備太陽光角度傳感器。這大大減少了分布式光伏追日工程的安裝成本。另外，系統中太陽光追蹤終端器與太陽光追蹤集群控制裝置是可以根據需求自由定制。

附圖說明

圖1是本實用新型所述的一種基于無線網絡的太陽光追蹤集群控制裝置結構框圖。

圖2是太陽光追蹤終端器的結構圖。

圖3是控制指令的組成結構圖。

具體實施方式

為了對本實用新型更明確的理解，下面結合附圖進一步說明。

圖1中，?101是太陽光角度測量電路，102是ARM單片機，103是無線Modem，104、105、106是太陽光追蹤終端器所組成的集群。

圖2是太陽光追蹤終端器的結構組成簡圖。其中，201是內置無線Modem、202是電機控制板、203是機構結構。

圖3是控制指令的組成結構圖。其中指令長度為16位；第0位至第3位為識別碼域。第4位至第9位為命令位域，第10位至第15位為校驗碼位域。識別位域是為了方便對各種終端進行識別，方便進行管理。命令位域則是指向指定的太陽光追蹤終端器所要發送的命令代碼，校驗位域是對太陽光追蹤集群控制裝置發送來的指令進行校驗，檢查命令是否完整，準確。

按照如附圖1所述的技術方案連接器件，太陽光追蹤集群控裝置根據太陽光角度測量數據及用戶自定義的控制要求向追日終端器集群發送控制指令。控制指令由識別編碼，命令，校驗碼三部分組成，其結構如附圖3所示。識別編碼是要指定軟件會向哪一臺追日終端器進行操作，命令即發送給指定太陽光追蹤終端器所要執行的動作，校驗碼是追日終端器接收到太陽光追蹤集群控裝置傳來的控制指令后，通過校驗碼對控制指令進行檢查，確定指令是否傳輸無誤。太陽光追蹤終端器接受到轉動控制指令之后，開始驅動轉向電機執行太陽光追蹤控制，然后把運行的結果回傳給太陽光追蹤集群控裝置，最后太陽光追蹤集群控裝置將此數據進行保存。

本實用新型控制流程為：太陽光追蹤集群控制器進行初始化操作，太陽光追蹤集群控制器通進太陽光角度傳感電路獲得太陽光角度信息，太陽光追蹤集群控制器向太陽光追蹤終端器發送初始化命令，太陽光追蹤終端器接收命令后進行應答，如果超過設定的時間沒有產生應答信號則太陽光追蹤集群控制器會記錄并提示用戶。在太陽光追蹤終端器與太陽光追蹤集群控制器連接正常的情況下，向太陽光追蹤終端器發送啟動命令和啟動太陽光追蹤終端器的內部定時器。該過程的作用是太陽光追蹤終端器要進行方位自校準。太陽光追蹤集群控制器向太陽光追蹤終端器發送控制指令，太陽光追蹤終端器的功能是根據接收到的指令驅動步進電機旋轉到固定角度，使用太陽能電池板可以與太陽光保持垂直狀態。若太陽光追蹤集群控制器發送了控制指令卻沒有接收到應答信號，則太陽光追蹤集群控制器將會繼續發送并且記錄此錯誤信息。太陽光追蹤集群控制器接收到應答信號后，對此次操作進行記錄。