專利名稱：太陽能光伏電站遠(yuǎn)程管理測控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光伏發(fā)電領(lǐng)域，尤其涉及一種太陽能光伏電站遠(yuǎn)程管理測控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，由于資源緊缺，環(huán)保、高效的太陽能以其獨有的特點替代傳統(tǒng)能源，成為人 們關(guān)注的焦點之一。近年來，許多國家及地區(qū)已大范圍建立光伏電站，實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電，既環(huán)保節(jié)能又可 獲得可觀的經(jīng)濟(jì)效益。但是，由于光伏電站具有數(shù)量多、規(guī)模大、地理位置分散等特殊性，給 工作人員的監(jiān)測、維護(hù)工作帶來極大的不便。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種太陽能光伏電站遠(yuǎn)程管理測控 系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對于電量數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控。為此，本發(fā)明實施例采用如下技術(shù)方案本發(fā)明實施例提供一種太陽能光伏電站遠(yuǎn)程管理測控系統(tǒng)，包括第一通信接口單元，連接各個光伏電站的電表，接收各個所述電表中的電量數(shù) 據(jù)；微處理器，連接所述通信接口單元，通過通信接口單元獲取所述電量數(shù)據(jù)，對所述 電量數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換后的電量數(shù)據(jù)發(fā)送給無線通信模塊；無線通信模塊，連接所述微處理器，將微處理器轉(zhuǎn)換后的電量數(shù)據(jù)通過無線通信 方式發(fā)送給遠(yuǎn)端的配電中心，以便所述配電中心對電量數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控。所述通信接口單元為RS485通信接口單元。所述微處理器與無線通信模塊之間通過RS232通信接口單元連接；相應(yīng)的，微處理器具體用于將電量數(shù)據(jù)從RS485接口數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換為RS232接口 數(shù)據(jù)。還包括電源監(jiān)控及復(fù)位單元，連接所述微處理器，用于對微處理器的電源進(jìn)行監(jiān)控，并在 微處理器異常時，對微處理器進(jìn)行復(fù)位；和/或，時鐘單元，連接所述微處理器，用于進(jìn)行系統(tǒng)時間控制和實時時間顯示；和/或，第一電源單元，連接所述微處理器，用于為微處理器提供微處理器所需的額定直 流電壓；和/或，人機(jī)接口單元，連接所述微處理器，用于提供微處理器與顯示設(shè)備之間的通信接 口，和/或，提供微處理器與鍵盤輸入設(shè)備之間的通信接口 ；和/或，存儲器單元，連接所述微處理器，用于存儲微處理器中的運行數(shù)據(jù)以及歷史數(shù)據(jù)； 和/或，JTAG接口單元，連接所述微處理器，用于實現(xiàn)對于微處理器的在線調(diào)試和程序下載。還包括SIM卡單元，連接無線通信模塊，用于實現(xiàn)無線通信模塊與無線網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)傳 輸；和/或，啟動單元，連接無線通信模塊，用于啟動無線通信模塊；和/或，第二電源單元，連接無線通信模塊，用于為無線通信模塊提供無線通信模塊所需 的額定直流電壓；和/或，第二通信接口單元，連接無線通信模塊，用于獲取無線通信模塊的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)， 將該數(shù)據(jù)發(fā)送給對應(yīng)的監(jiān)控設(shè)備以監(jiān)控?zé)o線通信模塊的工作狀態(tài)；和/或，音頻輸出單元，連接無線通信模塊，用于獲取無線通信模塊的音頻數(shù)據(jù)并輸出。所述微處理器通過ARM控制單元實現(xiàn)。所述無線通信模塊通過無線通信芯片MC55實現(xiàn)。所述RS485通信接口單元通過芯片SN75LBC184實現(xiàn)。各個電表與RS485通信接口單元之間通過光電耦合器進(jìn)行電氣隔離。對于上述技術(shù)方案的技術(shù)效果分析如下通信接口單元接收各個所述電表中的電量數(shù)據(jù)；微處理器對所述電量數(shù)據(jù)進(jìn)行格 式轉(zhuǎn)換；無線通信模塊，將微處理器轉(zhuǎn)換后的電量數(shù)據(jù)通過無線通信方式發(fā)送給遠(yuǎn)端的配 電中心，以便所述配電中心對電量數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，實現(xiàn)了對于電量數(shù)據(jù)的實時上報，進(jìn)而實 現(xiàn)了對于電量數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控。


圖1為本發(fā)明實施例太陽能光伏電站遠(yuǎn)程管理測控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實施例基于LPC2138的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實施例基于MC55的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式以下，結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明實施例太陽能光伏電站遠(yuǎn)程管理測控系統(tǒng)的實 現(xiàn)。圖1為本發(fā)明實施例太陽能光伏電站遠(yuǎn)程管理測控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示， 該系統(tǒng)包括第一通信接口單元110，連接各個光伏電站的電表，接收各個所述電表中的電量數(shù) 據(jù)；優(yōu)選地，所述通信接口單元可以為RS485通信接口單元。微處理器120，連接所述通信接口單元，通過通信接口單元110獲取電表中的電量 數(shù)據(jù)，對所述電量數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換后的電量數(shù)據(jù)發(fā)送給無線通信模塊；無線通信模塊130，連接所述微處理器，將微處理器轉(zhuǎn)換后的電量數(shù)據(jù)通過無線通 信方式發(fā)送給遠(yuǎn)端的配電中心140，以便所述配電中心140對電量數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控。優(yōu)選地， 所述無線通信模塊130可以為GPRS通信模塊。其中，所述微處理器120與無線通信模塊130之間可以通過RS232通信接口單元 連接；相應(yīng)的，微處理器120具體用于將電量數(shù)據(jù)從RS485接口數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換為RS232接口數(shù)據(jù)。另外，該系統(tǒng)還可以包括電源監(jiān)控及復(fù)位單元150，連接所述微處理器120，用于對微處理器120的電源進(jìn) 行監(jiān)控，并在微處理器120異常時，對微處理器120進(jìn)行復(fù)位；和/或，時鐘單元121，連接所述微處理器120，用于進(jìn)行系統(tǒng)時間控制和實時時間顯示； 和/或，第一電源單元180，連接所述微處理器120，用于為微處理器120提供微處理器120 所需的額定直流電壓；和/或，人機(jī)接口單元122，連接所述微處理器120，用于提供微處理器120與顯示設(shè)備之 間的通信接口，和/或，提供微處理器120與鍵盤輸入設(shè)備之間的通信接口 ；和/或，存儲器單元123，連接所述微處理器120，用于存儲微處理器120中的運行數(shù)據(jù)以 及歷史運行數(shù)據(jù)；和/或，JTAG接口單元230，連接所述微處理器120，用于實現(xiàn)對于微處理器120的在線調(diào) 試和程序下載；另外，該系統(tǒng)還可以包括SIM卡單元M0，連接無線通信模塊130，用于實現(xiàn)無線通信模塊130與無線網(wǎng)絡(luò)之 間的數(shù)據(jù)傳輸；和/或，啟動單元250，連接無線通信模塊130，用于啟動無線通信模塊130 ；和/或，第二電源單元320，連接無線通信模塊130，用于為無線通信模塊130提供無線通 信模塊130所需的額定直流電壓；和/或，第二通信接口單元131，連接無線通信模塊130，用于獲取無線通信模塊130的工 作狀態(tài)數(shù)據(jù)，將該數(shù)據(jù)發(fā)送給對應(yīng)的監(jiān)控設(shè)備以監(jiān)控?zé)o線通信模塊130的工作狀態(tài)；和/ 或，音頻輸出單元132，連接無線通信模塊130，用于獲取無線通信模塊130的音頻數(shù) 據(jù)并輸出。以下，分別對上述圖1中的各個結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)進(jìn)行更為詳細(xì)的說明。(1)微處理器120所述微處理器120可以通過ARM控制單元，進(jìn)一步的，可以通過微處理器芯片 LPC2138實現(xiàn)。如圖2所示，微處理器芯片LPC2138包括的引腳詳見附圖2，這里不贅述。(2)第一通信接口單元110通信接口單元可以為RS485通信接口單元，此時，該單元可以通過現(xiàn)有的各種 RS485接口芯片實現(xiàn)，例如可以通過如SN75LBC184，或者圖2所示的SN15LSC184等芯片實 現(xiàn)，這里并不限制。采用RS-485通信接口單元作為電表與微處理器之間的通信接口，可以十分方便 地將許多設(shè)備組成一個控制網(wǎng)絡(luò)。RS-485總線通信模式由于具有結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、通信 距離和數(shù)據(jù)傳輸速率適當(dāng)?shù)忍攸c而被廣泛應(yīng)用。另外，通信接口單元與各個電表之間可以通過光電耦合器進(jìn)行電氣隔離，以提高 工作的可靠性。例如可以使用光電耦合器TLP521或者圖2中的TLP18M等，這里并不限制。如圖2所示，給出了一種本發(fā)明實施例RS485通信接口單元的一種具體實現(xiàn)結(jié)構(gòu)，其中，使用了一種RS485接口芯片Sm5LSC184，它采用單一電源VCC，電壓在+3 +5. 5V范 圍內(nèi)都能正常工作，該芯片不僅能顯著提高防止雷電損壞器件的可靠性，而且有效扼制電 磁干擾，對一些環(huán)境比較惡劣的現(xiàn)場，可直接與傳輸線相接而不需要任何外加保護(hù)元件。同 時，還使用了光電耦合器TLP18M進(jìn)行電氣隔離。如圖2中所示的電路結(jié)構(gòu)中，RS485接口芯片SN15LSC184的引腳TR+和TR-分別 連接485B和485A兩條總線；且，引腳TR+和TR-之間分別串聯(lián)有反向串聯(lián)的二極管Dl和 D2 ；反向串聯(lián)的二極管D3和D4 ；依次串聯(lián)的電阻R10、電容Cl、電阻Rll ；穩(wěn)壓管SA5CA1 ； 且，二極管D2的陰極與D3的陰極之間連接一穩(wěn)壓管SA5CA2 ；且，二極管D4的陰極與電阻 Rll和電容Cl相連的一端連接；RS485接口芯片的引腳連接+5V的電壓；引腳GND接地；引 腳RXD、TXD和E分別與光電耦合器TLP18M的引腳相連。TLP18M與LPC2138的引腳P0. 8/ TXDl、P0. 10/RS485EN 以及 P0. 9/RXD1 相連。在工作狀態(tài)下，當(dāng)LPC2138的P0. 10 = 0時，光電耦合器的發(fā)光二極管發(fā)光，光敏 三極管導(dǎo)通，輸出高電壓(+5V)，選中SN15LSC184的 )端，允許發(fā)送；當(dāng)P0. 10 = 1時，光 電耦合器的發(fā)光二極管不發(fā)光，光敏三極管不導(dǎo)通，輸出低電壓(OV)，選中SN15LSC184的 R)(D端，允許接收；D1-D4為信號限幅二極管。雙向瞬變二極管SA5CA1與SA5CA2，其穩(wěn)壓值 應(yīng)保證符合RS485標(biāo)準(zhǔn)，以保證將RS485采集的信號幅度限定在7 +12V之間，進(jìn)一步提 高抗過壓的能力。(3)無線通信模塊130所述無線通信模塊可以通過GPRS通信模塊實現(xiàn)，進(jìn)一步地，可以通過GPRS芯片 MC55實現(xiàn)。其中，MC55的芯片引腳如圖3所示，這里不贅述。除了以上的模塊之外，所述系統(tǒng)中還可以包括多個與微處理器相連的單元，以便 讓微處理器更好的工作，以下通過(4) (9)分別一一介紹(4)電源監(jiān)控及復(fù)位單元150對于實際的微處理器芯片LPC2138而言，由于微處理器芯片LPC2138實現(xiàn)芯片的 高速、低功耗、低工作電壓導(dǎo)致其噪聲容限低，在運行時極有可能發(fā)生干擾和被干擾的現(xiàn) 象，嚴(yán)重時可能會出現(xiàn)死機(jī)現(xiàn)象。在硬件上采用具有監(jiān)視功能的自動復(fù)位電路可以克服這 種情況發(fā)生。本發(fā)明實施例中電源監(jiān)控及復(fù)位單元主要通過MAXM公司的微處理器監(jiān)控芯片 MAX706T實現(xiàn)。芯片MAX706T具有看門狗、上電自動復(fù)位、人工復(fù)位功能及低電壓報警功能。如圖2為本發(fā)明實施例電源監(jiān)控及復(fù)位單元的一種基于芯片MAX706T的電路實現(xiàn) 結(jié)構(gòu)，其中，芯片MAX706T的引腳GND和PFI接地；引腳RST連接微處理器芯片LPC2138的引 腳RESET ；引腳WDO與引腳MR連接；引腳WDI接收驅(qū)動信號；引腳VCC連接3. 3V電源。在工作狀態(tài)下，MAX706T的WDI看門狗電路輸入端信號可以是特定的輸入信號，也 可以是讀寫信號，都能夠驅(qū)動WDI引腳。微處理器芯片LPC2138正常工作時，在1. 6S內(nèi)驅(qū)動 WDI引腳，微處理器芯片LPC2138不會被復(fù)位。如果微處理器芯片LPC2138出現(xiàn)死機(jī)現(xiàn)象， 引腳WDO則輸出低電平至引腳MR，將微處理器芯片LPC2138的引腳RESET拉低，微處理器芯 片LPC2138將復(fù)位。此電路在上電時自動復(fù)位，電源電壓超過復(fù)位門限以后，將產(chǎn)生200ms 的復(fù)位脈沖。
(5)時鐘單元時鐘單元在實際應(yīng)用中可以通過系統(tǒng)時鐘單元以及實時時鐘單元實現(xiàn)，以下分別 進(jìn)行說明A、系統(tǒng)時鐘單元160如圖2所示為系統(tǒng)時鐘單元的實現(xiàn)電路結(jié)構(gòu)，其中，在微處理器芯片LPC2138的引 腳XTALl和XTAL2之間連接一個晶體Y1，并且，該晶體兩端分別通過電容C3和C4接地；在工作狀態(tài)下，利用微處理器芯片LPC2138內(nèi)部所提供的晶振電路產(chǎn)生系統(tǒng)時 鐘，進(jìn)行系統(tǒng)時間控制。B、實時時鐘單元170實時時鐘單元提供一套計數(shù)器，在微處理器上電和關(guān)閉操作時對時間進(jìn)行測量。 實時時鐘單元在掉電模式下消耗的功率非常低，使其適合于由電池供電的CPU(空閑模式) 的系統(tǒng)。微處理器芯片LPC2138的實時時鐘由獨立的32. 768kHz振蕩器和3. 3V的銀鋅紐 扣電池組成。如圖2所示，為本發(fā)明實施例實時時鐘單元的實現(xiàn)結(jié)構(gòu)示意圖，其中，在微處理器 芯片LPC2138的引腳RTCX1和RTCX2之間連接并聯(lián)的晶體Y2和電阻R7 ；引腳RTCX1和RTCX2 還分別通過電容C5和C6接地。(6)第一電源單元180在本發(fā)明實施例中，需用到幾種不同電壓值的電源，分別是5￥、3.3￥、3.6￥的直 流電，其中3. 6V的電源是單獨給GPRS無線通信模塊供電的電源，將在后文的第二電源單元 中進(jìn)行描述，這里僅介紹5V和3. 3V的兩個電源。其中，可以將220V的電壓直接轉(zhuǎn)換為兩路5V的直流電壓分別作為基準(zhǔn)電壓VCC 以及RS485通信接口單元的電源。另外，在本發(fā)明實施例中，微處理器芯片LPC2138、AT24C16 (EEPROM)、 AT45DB32 (Flash)以及它的一些外圍器件，如JTAG接El、復(fù)位按鈕等需要3. 3V的電源電 壓，這時，可以通過將5V電壓轉(zhuǎn)換為3. 3V電壓實現(xiàn)，從而可以簡化電路設(shè)計，同時很好的利 用已有的資源。如圖2所示，為一種5V轉(zhuǎn)3. 3V的轉(zhuǎn)換電路，通過電源芯片ASl 117-33將+5V的電 源來轉(zhuǎn)變?yōu)?3. 3V，且能具有800mA的電流輸出，滿足電路需求。如圖2所示，該電路包括 電源芯片ASl 117-33的引腳I連接基準(zhǔn)電壓VCC (5V)；基準(zhǔn)電壓VCC通過電容C5接地；引 腳GND接地；引腳0通過電容C8接地，并且，還通過電容C10、電容C9、二極管D5以及電容 C8接地。則引腳0—端將輸出3.3V電壓，用于為微處理器芯片LPC2138等供電。(7)人機(jī)接口單元為了提高本系統(tǒng)的可操作性和可維護(hù)性，方便工作人員在現(xiàn)場對系統(tǒng)的測試和維 護(hù)，在本系統(tǒng)中可以設(shè)計直觀和友善的人機(jī)界面，為開發(fā)和操作的靈活、方便提供有利條 件，例如可以包括將相關(guān)信息輸出到LCD進(jìn)行顯示的電路，以及利用鍵盤輸入來設(shè)定和修 改存儲在LPC2138中的系統(tǒng)運行參數(shù)的電路。①鍵盤控制單元190在設(shè)計鍵盤輸入功能的時候，考慮到鍵盤在實際操作中的作用和參數(shù)設(shè)置的方 式，可以采用2個鍵來完成鍵盤操作，其中鍵S2用來進(jìn)行單向循環(huán)選擇菜單，鍵S3用來進(jìn)行確認(rèn)選定菜單。利用LPC2138的引腳P0. 15與P0. 16 (KEY1和KEY2)來接收鍵盤的輸入 信號，在軟件程序中判斷所按的鍵，并實現(xiàn)如修改終端地址、波特率等的相應(yīng)的操作。如圖2所示，該單元的實現(xiàn)電路包括3. 3V的電壓通過電阻R8連接引腳P0. 15引腳KEYl，且通過開關(guān)S2接地；3. 3V的 電壓通過電阻R9連接P0. 16引腳KEY2，且通過開關(guān)S3接地。②IXD液晶顯示電路200本系統(tǒng)中可以選用12232H02點陣字符型液晶作為顯示器件，終端空閑時循環(huán)顯 示終端運行時間、狀態(tài)、終端地址等信息，以及在用鍵盤設(shè)置參數(shù)的同時顯示相關(guān)的操作信 息，為操作人員的工作提供便利。具體的顯示內(nèi)容和模式將通過軟件程序來實現(xiàn)。如圖2所 示，可以用LPC2138的引腳Pl. 16 Pl. 23接液晶模塊的8位數(shù)據(jù)線，作為顯示信息的輸入 端。P0. 13引腳CS2作為液晶模塊的片選使能信號腳；P0. 23引腳RS輸出作為HD44780的 寄存器選擇信號，低電平表示從8位數(shù)據(jù)線輸入的是對液晶模塊的設(shè)置命令，高電平表示 從數(shù)據(jù)線上輸入的是要顯示的數(shù)據(jù)；P0. 12引腳CSl作為液晶背光燈的控制信號。P0. 22引 腳RW完成對液晶讀寫的控制。為了加強(qiáng)數(shù)據(jù)總線驅(qū)動能力，本系統(tǒng)使用兩片芯片74HCM5， 一片用作液晶顯示數(shù)據(jù)信號的緩沖驅(qū)動，另外一片用作液晶控制信號的緩沖驅(qū)動。(8)存儲器單元LPC2138集成了 512KB的FLASH、32KB的SRAM作為程序存儲及運行空間，外接一 片12C接口的電擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)ATMC16(16K bit)存儲系統(tǒng)的運行參 數(shù)，主要的，為微處理器中的運行參數(shù)，一片串行外圍設(shè)備設(shè)接口(SPI，Serial Peripheral interface)接口的Flash AT45DB32 (32Mbit)存儲歷史數(shù)據(jù)以及遠(yuǎn)程軟件升級時暫存接收 到的新程序。①EEI3ROM 存儲器 210系統(tǒng)參數(shù)的安全性與可靠性是設(shè)計者首先考慮的問題，所以本系統(tǒng)優(yōu)選添加片外 EEPROM芯片。EEPROM可在線改寫，掉電后數(shù)據(jù)不丟失，因而越來越受到人們的重視，在智能 儀表、控制裝置等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。如圖2所示，AO A2為地址輸入腳，用于多片ATMC16同時使用時，接相應(yīng)的高低 電平可以作為片選，對于本系統(tǒng)16K字節(jié)的存儲空間足以存儲終端的配置信息，所以AO A2均接地，片選地址為000，第7引腳WP為保護(hù)腳，引腳WP接VCC時，只允許對內(nèi)部存儲器 的低地址的一半進(jìn)行改寫，接至GND時可對整個存儲區(qū)改寫。引腳SCL為讀/寫的時鐘控 制端，引腳SDA為讀寫的數(shù)據(jù)輸出/入口。②FLASH 存儲器 220Flash存儲器是一種可在系統(tǒng)進(jìn)行電擦寫，掉電后信息不丟失的存儲器。它具有低 功耗、大容量、擦寫速度快、可整片或分扇區(qū)在系統(tǒng)編程(燒寫)、擦除等特點，并且可由內(nèi) 部嵌入的算法完成對芯片的操作。SPI串行外圍設(shè)備接口是一種高速的、全雙工、同步的通信總線，該接口一般只使 用4條線引腳CS——從設(shè)備使能信號，由主設(shè)備控制；引腳SCK——時鐘信號，由主設(shè)備產(chǎn) 生；引腳SI——主設(shè)備數(shù)據(jù)輸入，從設(shè)備數(shù)據(jù)輸出；引腳SO—主設(shè)備數(shù)據(jù)輸出，從設(shè)備數(shù) 據(jù)輸入。在圖2中，AT45DB32的第11 14腳即為SPI接口的四根線，這四根線分別與微 處理器芯片LPC2138的引腳SSELO、SCKO、MOSIO以及MISOO連接，實現(xiàn)雙工通信，在這里主控制器LPC2138作為主機(jī)，AT45DB32作為從機(jī)，所以通信過程中的片選信號和時鐘信號皆 來自于LPC2138。(9) JTAG 接 口單元 23OLPC2138是FLASH型的微處理器芯片，它的一大優(yōu)點就是可以通過JTAG控制器實 現(xiàn)程序代碼的下載，并利用它完成軟件的在線調(diào)試。在電路板上將LPC2138內(nèi)JTAG模塊的 引腳 3 (TRST)、5 (TDl)、7 (TMS)、9 (TCK) Ul(RTCK)、13 (TDO)以及 15 (RESET)分別引出，構(gòu)成 一個JTAG接口，如圖2所示。在調(diào)試的過程中，將LPC2138的仿真器的一端接到PC機(jī)的并 行口上，另一端接到電路板上的JTAG接口上就可以進(jìn)行在線的調(diào)試和程序的下載了。JTAG 接口對于設(shè)計開發(fā)過程的幫助很大，在調(diào)試本系統(tǒng)的下位機(jī)終端軟件時，利用在線調(diào)試，能 夠很方便的進(jìn)行程序的修改和運行狀態(tài)的測試，大大加快了設(shè)計和開發(fā)的進(jìn)度。為了使得GPRS通信單元更好的工作，本系統(tǒng)還可以包括(10) SIM 卡單元 240芯片MC55要接入GPRS網(wǎng)絡(luò)就必須使用到SIM卡，它自帶了一個SIM卡驅(qū)動。如 圖3所示，與SIM卡操作相關(guān)的信號被直接引出到MC55相應(yīng)的引腳CCCLK、CCRST, CCVCC、 SGND以及CCI0，由上述引腳構(gòu)成的SIM卡接口包括了所有SIM卡操作所需的功能，MC55支 持1. 8V或3V的SIM卡，并在內(nèi)部為SIM卡的連線提供ESD保護(hù)，提高了系統(tǒng)的可靠性和抗 干擾能力。MC55模塊的基帶控制器集成了 SIM卡接口(兼容IS07816標(biāo)準(zhǔn))。引腳CCVCC 是對SIM卡供電的電源輸入腳，它直接來自于MC55，由MC55直接給SIM卡供電，供電電壓在 1. 8V 3V之間，完全可以滿足SIM卡的操作要求。弓丨腳CCIO是SIM卡和MC55模塊的串行 通訊信號，它負(fù)責(zé)SIM卡和MC55之間的數(shù)據(jù)傳輸。引腳CCRST是MC55用來對SIM卡進(jìn)行 復(fù)位的信號輸入腳。引腳CCCLK是時鐘信號引腳，它負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)SIM卡和MC55之間的工作。(11)啟動單元 250有兩種方式可以控制MC55的開關(guān)一是利用0N/0FF信號；二是利用啟動(IGN)信 號。本系統(tǒng)利用IGN信號來完成對MC55的開關(guān)控制，如圖3所示，利用芯片MAX813L的定時 時間溢出信號來作為IGN信號的輸入。系統(tǒng)上電時，從MAX813L的RESET腳上輸出一個低 電平，經(jīng)過反相器⑶4069UBC反相為高電平，從而開啟MC55。為了保證MC55 —直處于開啟 狀態(tài)，在系統(tǒng)運行過程中要始終保持IGN信號始終處于高電平狀態(tài)。此外，并不必?fù)?dān)心主控 制器的復(fù)位或別的情況發(fā)生時會影響MC55的開關(guān)狀態(tài)，因為只有當(dāng)IGN信號被拉低500ms 后才會關(guān)閉MC55模塊，這么長的時間足夠主控制器完成初始化過程，并從P3.0引腳輸出高 電平來維持MC55的開啟狀態(tài)。(12)第二通信接口單元MC55具有兩個異步串行接口 ASC0260和ASCl 270。1)ASC0260 :8線串行接口，包括數(shù)據(jù)線TDO和RXD0、狀態(tài)線RTSO和CTSO和控制 線DTR0、DSR0、DCD0和BING0。其中比較重要的一根線是BINGO.它用來顯示呼入信號以及 URC (結(jié)果代碼)，它還可以提供脈沖給上位機(jī)，比如用來把應(yīng)用程序從節(jié)電模式喚醒。ASCO 主要用于語音呼叫、CSD呼叫、傳真和GPRS業(yè)務(wù)，還可以通過AT指令控制MC55。如圖3所 示為該接口實現(xiàn)通信時的電路結(jié)構(gòu)實例。2)ASC1270 :4線串行接口，包括引腳TXDl和RXDl、用于硬件握手的引腳RTSl和 CTS1。引腳ASCl用于語音呼叫、GPRS業(yè)務(wù)和對MC55進(jìn)行AT指令控制，不適用于CSD呼叫、傳真和復(fù)用模式。當(dāng)ASCO處于復(fù)用模式時，ASCl不可用。利用ASC1，通過JlO使系統(tǒng)與電 腦相連，在線監(jiān)測MC55的運行狀態(tài)，即ASCl在模塊工作時，只對外發(fā)送數(shù)據(jù)，且發(fā)送GPRS 引擎的工作狀態(tài)。如圖3所示為該接口實現(xiàn)通信時的電路結(jié)構(gòu)實例。本系統(tǒng)中，MC55和LPC2138之間的通訊可以通過各自的ASCO接口來完成的，如圖 3所示，由于只有RXD和T)(D是負(fù)責(zé)真正的數(shù)據(jù)傳輸工作之外，其他的信號均是用來完成硬 件握手的信號，所以設(shè)計中決定不采用硬件流控制，而是構(gòu)建一個精簡的串口通訊，只利用 RXD和T)(D兩個信號來和LPC2138實現(xiàn)通信，而其他的六個信號均不用，將它們空置，圖中 的J4為調(diào)試口，通過開關(guān)SWl的配合使用，這樣通過電腦既可以調(diào)試GPRS通信模塊，也可 以調(diào)試微處理器芯片LPC2138。(13)音頻輸出單元芯片MC55具有兩個不同的麥克風(fēng)輸入口以及兩個不同的揚(yáng)聲器輸出口，可以分 別通過電路構(gòu)成麥克風(fēng)電路連接單元以及揚(yáng)聲器電路連接單元，以便連接麥克風(fēng)以及揚(yáng)聲器。①麥克風(fēng)電路連接單元(MIC1280、MIC2310)音頻輸出口 MICl與外部設(shè)備相連的話則需要外接偏壓電路，電感電容耦合已集 成在芯片MC55中，其微分電路連接如圖3所示，其中電阻似6和電阻似9配合電容C35用 作電源濾波；電容C30必須同麥克風(fēng)盡可能的靠近，電感Li、電感L2、電容C27、電容以8以 及電容以9則要同芯片MC55上由引腳MICPl、MICNl構(gòu)成的音頻接口靠近。音頻輸出口 MIC2已包含電麥克風(fēng)偏壓，可以直接與手持設(shè)備相連，而音頻輸出口 MICl不包括內(nèi)部偏壓，因此MICl要同手持設(shè)備相連的話需要在模塊外接偏壓。音頻輸出口 MIC2可與麥克風(fēng)直連，在圖3所示的電路參數(shù)下，推薦使用0.5MA、2V的麥克風(fēng)。電感電容 耦合集成在芯片MC55中，MIC2的微分電路連接如圖3所示，音頻輸出口 MIC2的兩個端口 分別通過電感L3和電感L4連接MC55的MICP2和MICN2兩個引腳。②揚(yáng)聲器電路連接單元290 (SPK1，SPK2)對于在MC55外圍接揚(yáng)聲器，連接方式有微分電路連接和單端電路連接。使用微 分電路連接方式，可有效的抵制模塊噪音，微分方式電路連接較為簡單，揚(yáng)聲器的正負(fù)端直 接連接到MC55的SH(端即可，具體電路如圖3所示。此外，使用單端電路連接方式連接，相比微分連接方式，要多耗1/2的功耗，并且 在使用時，要確保有一個良好的接地面，且要有良好的濾波功能以避免來自音頻信道的干 擾。單端連接方式電路原理圖300如圖3所示。(14)第二電源單元320本系統(tǒng)中采用MIC29302BU穩(wěn)壓芯片將基準(zhǔn)電壓VCC的5V電壓降至電壓3. 6V，對 MC55供電。它簡單高效，有較好的負(fù)載調(diào)整能力，所需的外部元件很少，電流驅(qū)動能力可達(dá) 到3A，能滿足MC55的需要。MC55的供電電路如圖3所示，輸出電壓理論計算公式為Vout = 1. 240(1+R22/ R21)，輸出電壓Vout = 3.82V，約高于工作電壓3.6V，能夠滿足對MC55的供電要求。為了 減小在數(shù)據(jù)傳輸階段的電壓下降的幅度，在靠近MC55的電源線和地線上還跨接了一個電 解電容C9，取值為lOOOuF，可承受16V電壓，在平時作為儲能元件，當(dāng)處于數(shù)據(jù)傳輸階段時 釋放能量，從而減小電壓的下降值。
在以上的本發(fā)明實施例附圖中，一般都給出了各個器件的參考參數(shù)，在實際應(yīng)用 中，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以很容易的對以上參數(shù)進(jìn)行適應(yīng)性修改，以滿足不同的系統(tǒng)參數(shù)需 求，這里不再贅述。本發(fā)明實施例的太陽能光伏電站遠(yuǎn)程管理測控系統(tǒng)中，能夠支持使用無線通信方 式例如GPRS或GSM等方式進(jìn)行電量數(shù)據(jù)的上報，數(shù)據(jù)上報無延時，使得遠(yuǎn)端的配電中心可 以同步接收和處理多個/所有數(shù)據(jù)采集點上報的電量數(shù)據(jù)，滿足了對于數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)?實時性要求；而且，通過無線通信方式進(jìn)行電量數(shù)據(jù)的上報，從而實現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制；且，不需要 為遠(yuǎn)程抄表進(jìn)行專門布線，建設(shè)成本低；且，可以實現(xiàn)更廣范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)采集；而且，擴(kuò)容 無限制，數(shù)據(jù)采集點的設(shè)置也沒有限制，只要能夠進(jìn)行無線通信即可；而且，采用無線通信 方式例如GPRS方式進(jìn)行電量數(shù)據(jù)的傳輸，數(shù)據(jù)傳輸速率高，費用低。進(jìn)而，各電表使用GPRS透明數(shù)據(jù)傳輸時，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)與配電中心相連。配電中 心對各電表數(shù)據(jù)采集點進(jìn)行登記，保存相關(guān)資料以便識別和維護(hù)處理；各電表數(shù)據(jù)采集點 運行系統(tǒng)軟件，支持M小時實時在線，實現(xiàn)信息采集點M小時傳送采集的電表數(shù)據(jù)。由于 系統(tǒng)的特殊性，本系統(tǒng)需要極高的系統(tǒng)安全保障和穩(wěn)定性；安全保障主要是防止來自系統(tǒng) 內(nèi)外的有意和無意的破環(huán)，穩(wěn)定是指系統(tǒng)能夠7XM小時不間斷運行，即使出現(xiàn)硬件和軟 件故障，系統(tǒng)也不能中斷運行。對于特定用戶，可通過數(shù)據(jù)中心給每個移動終端分配特定的 用戶ID和密碼，其他沒有數(shù)據(jù)中心分配的用戶ID和密碼的移動終端將無法登錄進(jìn)入系統(tǒng)， 系統(tǒng)的安全性進(jìn)一步增強(qiáng)。安全的防火墻過濾，設(shè)置防火墻軟件保障系統(tǒng)安全等，這里不再 贅述。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種太陽能光伏電站遠(yuǎn)程管理測控系統(tǒng)，其特征在于，包括第一通信接口單元，連接各個光伏電站的電表，接收各個所述電表中的電量數(shù)據(jù)； 微處理器，連接所述通信接口單元，通過通信接口單元獲取所述電量數(shù)據(jù)，對所述電量 數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換后的電量數(shù)據(jù)發(fā)送給無線通信模塊；無線通信模塊，連接所述微處理器，將微處理器轉(zhuǎn)換后的電量數(shù)據(jù)通過無線通信方式 發(fā)送給遠(yuǎn)端的配電中心，以便所述配電中心對電量數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述通信接口單元為RS485通信接口單兀。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述微處理器與無線通信模塊之間通過 RS232通信接口單元連接；相應(yīng)的，微處理器具體用于將電量數(shù)據(jù)從RS485接口數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換為RS232接口數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括電源監(jiān)控及復(fù)位單元，連接所述微處理器，用于對微處理器的電源進(jìn)行監(jiān)控，并在微處 理器異常時，對微處理器進(jìn)行復(fù)位；和/或，時鐘單元，連接所述微處理器，用于進(jìn)行系統(tǒng)時間控制和實時時間顯示；和/或， 第一電源單元，連接所述微處理器，用于為微處理器提供微處理器所需的額定直流電 壓；和/或，人機(jī)接口單元，連接所述微處理器，用于提供微處理器與顯示設(shè)備之間的通信接口，和 /或，提供微處理器與鍵盤輸入設(shè)備之間的通信接口 ；和/或，存儲器單元，連接所述微處理器，用于存儲微處理器中的運行數(shù)據(jù)以及歷史數(shù)據(jù)；和/或，JTAG接口單元，連接所述微處理器，用于實現(xiàn)對于微處理器的在線調(diào)試和程序下載。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括SIM卡單元，連接無線通信模塊，用于實現(xiàn)無線通信模塊與無線網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)傳輸； 和/或，啟動單元，連接無線通信模塊，用于啟動無線通信模塊；和/或， 第二電源單元，連接無線通信模塊，用于為無線通信模塊提供無線通信模塊所需的額 定直流電壓；和/或，第二通信接口單元，連接無線通信模塊，用于獲取無線通信模塊的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)，將該 數(shù)據(jù)發(fā)送給對應(yīng)的監(jiān)控設(shè)備以監(jiān)控?zé)o線通信模塊的工作狀態(tài)；和/或，音頻輸出單元，連接無線通信模塊，用于獲取無線通信模塊的音頻數(shù)據(jù)并輸出。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述微處理器通過ARM控制單 元實現(xiàn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述無線通信模塊通過無線通 信芯片MC55實現(xiàn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述RS485通信接口單元通過 芯片SN75LBC184實現(xiàn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，各個電表與RS485通信接口單元之間通過 光電耦合器進(jìn)行電氣隔離。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種太陽能光伏電站遠(yuǎn)程管理測控系統(tǒng)，包括第一通信接口單元，連接各個光伏電站的電表，接收各個所述電表中的電量數(shù)據(jù)；微處理器，連接所述通信接口單元，通過通信接口單元獲取電量數(shù)據(jù)，對所述電量數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換后的電量數(shù)據(jù)發(fā)送給無線通信模塊；無線通信模塊，連接所述微處理器，將微處理器轉(zhuǎn)換后的電量數(shù)據(jù)通過無線通信方式發(fā)送給遠(yuǎn)端的配電中心，以便所述配電中心對電量數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對于電量數(shù)據(jù)的實時上報，進(jìn)而實現(xiàn)對于電量數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控。
文檔編號G05B19/048GK102073313SQ201010616030
公開日2011年5月25日 申請日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者梁新田, 王占友, 王士元, 甄云云, 郭林浩 申請人:英利能源(中國)有限公司