[發明專利]基于無線傳感網絡的光伏陣列監測管理系統

在審

• 申請號: 201611183186.4
• 申請日: 2016-12-20
• 公開（公告）號: CN108205879A
• 公開（公告）日: 2018-06-26
• 發明（設計）人: 毛振剛
• 申請（專利權）人: 天津市軍聯科技有限公司
• 主分類號: G08C17/02
• 分類號: G08C17/02;H02S50/00;H04W84/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種基于無線傳感網絡的光伏陣列監測管理系統，由光伏列陣、傳感器節點、簇頭節點、NRF24L01無線通信、匯聚節點、GPRS模塊、上位機組成；傳感器節點負責采集電池組件的輸出電壓、輸出電流以及工作溫度，同時進行自組網，將采集數據融合至簇頭節點；簇頭節點將融合數據包通過NRF24L01無線通信傳送給匯聚節點；匯聚節點將收集到的簇頭節點數據包通過GPRS模塊傳送給上位機；上位機負責接收和解析數據包、顯示和存儲各傳感器節點采集的數據，并判斷各傳感器節點的工作狀態。本發明提出了一種無線傳感網絡LEACH路由算法，更加有效地保證了網絡的負載均衡，使光伏陣列發電站能夠穩定運行。

技術領域

本發明專利屬于光伏發電監測領域，尤其是一種基于無線傳感網絡的光伏陣列監測管理系統。

背景技術

隨著全球經濟的快速發展，能源危機日益明顯，所以能源問題將會成為發展過程中一個急需解決的重要問題。現在的能源結構里主要還是依靠非可再生能源，人類對能源的迫切需求也在快速增長。與此同時，人們也越來越明確的認識到保護環境的重要性。當前，由于石化燃料的燃燒，每年有大量的有害物質排入大氣，致使大氣臭氧層遭受了嚴重的破壞，全球氣溫回升速度加快，在越來越多的地區形成酸雨，破壞農作物的生長，同時大氣環境遭受了前所未有的嚴重污染。如果不采取有效的保護措施，將嚴重威脅到人類賴以生存的環境。因此，無論是從確保長期的能源供應，還是從保護環境的角度出發，開發和利用取之不盡、用之不竭而又沒有公害的新能源已勢在必行。這些問題最終將迫使人們改變能源結構，尋找清潔的新能源代替污染嚴重的非可再生能源。人類要實現可持續發展，首先要解決能源問題就必須依靠科技進步，大規模地開發利用可再生清潔能源。可再生的潔凈能源如風能、水能、核能、海洋溫差能、太陽能等將會在人類社會中得到越來越多的重視，而在這些新能源之中，太陽能的地位將會是處于最突出的。目前，太陽能應用技術得到大力的發展，從取暖到發電再到各種各樣的以太陽能為動力的裝置，其應用十分廣泛，在某些應用領域，太陽能的利用已經逐步開始進入實用階段，如光伏并網發電。

目前大型光伏陣列發電站主要集中在偏僻地區以及一些特殊工業場所，由于光伏陣列發電工作環境的特殊性，不適合派工作人員人工管理或者技術人員長期值守，所以光伏陣列發電站大部分時間是處于無人監管的狀態；另外，同一地區光伏陣列發電站分布廣而散，也迫切地需要對其集中監測和管理，所以實現對光伏陣列發電的遠程監測具有十分重要的意義。

發明內容

本發明克服現有技術的不足，提出了一種基于無線傳感網絡的光伏陣列監測管理系統，采用無線傳感網絡LEACH路由算法，保障了光伏陣列發電站的穩定運行。

本發明解決其技術問題是采取以下技術方案實現的：

由光伏列陣、傳感器節點、簇頭節點、NRF24L01無線通信、匯聚節點、GPRS模塊、上位機組成；傳感器節點負責采集電池組件的輸出電壓、輸出電流以及工作溫度，同時進行自組網，將采集數據融合至簇頭節點；簇頭節點將融合數據包通過NRF24L01無線通信傳送給匯聚節點；匯聚節點將收集到的簇頭節點數據包通過GPRS模塊傳送給上位機；上位機負責接收和解析數據包、顯示和存儲各傳感器節點采集的數據，并判斷各傳感器節點的工作狀態。

而且，所述的傳感器節點包括數據采集模塊、微處理器、輔助電源；所述的數據采集模塊包括電流采集電路、電壓采集電路、溫度傳感器。

而且，所述的微處理器負責控制整個節點的操作，存儲和處理自身采集的數據以及其他傳感器節點發來的數據；所述的數據采集模塊負責采集具體感知對象數據。

而且，所述的微處理器采用MSP430G2553低功耗單片機；所述的溫度傳感器采用DS18B20單總線溫度傳感器。

而且，所述的光伏列陣與傳感器節點相連；所述的出傳感器節點與簇頭節點相連；所述的簇頭節點與NRF24L01無線通信相連；所述的NRF24L01無線通信與匯聚節點相連；所述的匯聚節點與GPRS模塊相連；所述的GPRS模塊與上位機相連。