专利名称：光伏电站蓄电池状态无线传感器网络监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于光伏蓄电池检测技术领域，特别涉及光伏电站蓄电池状态的无线传感器网络监测技木。
背景技术：
随着光伏发电技术越来越广泛的应用，已有大量的光伏系统投入运行。离网光伏电站系统蓄电池是重要的储能设备，涉及到离网光伏系统的安全、稳定运行，离网光伏系统的蓄电池组由充放电控制器对其进行浮充电和放电控制。蓄电池组需要常规的均充或浮充电管理外，还要巡检蓄电池组的日常工作状态，在国内对蓄电池组的维护及性能评价，大都 停留在传统的检测方法上。主要有毎年一次通过放电试验，判断蓄电池容量；输出大电流的特性测试；单只蓄电池的端电压测量等。这些方法无法对处于工作状态的蓄电池进行状态监测，无法及时发现有故障的蓄电池，运行初期此问题不是很明显，随着若干年的运行，此问题将更突出。鉴于上述原因，离网光伏系统多采用有线方式对蓄电池组的运行状态进行实时监测，主要巡检蓄电池的端电压，不能完全反应蓄电池的运行状态。因此，对蓄电池组进行实时有效的运行状态、故障在线分析与诊断显得十分重要。我国最近几年蓄电池组监测技术的快速发展，较多的有线监测蓄电池的电压、电流和内阻等的设备投入运行，但是电缆线较多不利于安装和维护。
发明内容本实用新型目的是为光伏蓄电池配套ー种度高、抗干扰能力强、超低功耗、工作稳定的光伏电站蓄电池状态无线传感器网络监测装置。本实用新型包括监控中心、无线网络协调器、路由节点和若干蓄电池传感器节点；各蓄电池传感器节点包括ー只控制芯片，在所述控制芯片的输入端分别连接该蓄电池的温度信号采样模块、蓄电池电流采样模块、蓄电池的电压采样模块，在所述控制芯片的输入端还连接时钟模块，所述控制芯片还连接天线；各蓄电池传感器节点的天线通过路由节点与无线网络协调器连接，无线网络协调器与监控中心信号连接。各蓄电池传感器节点通过各模块将蓄电池的温度、电流、电压信号调理电路处理后输入控制芯片的AD转换接ロ，经过CPU处理后输出到天线。再经过路由节点传送至无线网络协调器，由无线网络协调器再传送至监控中心，通过监控中心及时掌握各光伏电站蓄电池的工作状态，以便控制。本实用新型通过对蓄电池组和単体蓄电池低成本无线传感器网络设计和开发，为蓄电池的故障诊断提供大量的内部实时信息，可以解决因大量测点的存在而出现电缆成本高和施工困难问题、蓄电池温度和电气參数监测的灵敏度低和定位困难问题。在获取蓄电池温度、电压和电流等信息的基础上，通过对蓄电池的特性的实时检测、历史存储、统计和推理，从而能够解决蓄电池端电压不足、电池开路、内阻明显变大、容量不足、瞬间放电电流不满足负载要求等故障。并且能够精确定位，防止故障的进ー步扩大，提高离网光伏系统的可靠性和供电质量具有重要意义。另外，本实用新型所述蓄电池传感器节点的控制芯片还连接编程接ロ模块。本实用新型所述无线网络协调器包括以JN5139控制芯片为核心的无线射频芯片模块、LPC2210微控制模块、以太网控制模块和以太网接ロ模块，所述无线射频芯片模块通过LPC2210微控制模块与以太网控制模块连接，所述以太网控制模块与以太网接ロ模块连接。本实用新型所述蓄电池传感器节点的控制芯片为JN5139无线控制芯片。本实用新型所述蓄电池传感器节点的温度信号采样模块由SHTll集成芯片和相应的调理电路组成。 本实用新型所述蓄电池传感器节点的电流采样模块由霍尔直流电流传感器TBC10SY和相应的调理电路组成。本实用新型所述蓄电池传感器节点的电压采样模块为分压电阻取样模块。

图I为本实用新型的数据流框图。图2为本实用新型的无线网络协调器结构原理框图。图3为本实用新型的蓄电池传感器节点结构框图。
具体实施方式
如图I所示，本实用新型包括一个监控中心a、无线网络协调器b、若干路由节点c和若干蓄电池传感器节点d。如图3所示，各蓄电池传感器节点d设有ー只控制芯片8，在控制芯片8的输入端分别连接该蓄电池的温度信号采样模块5、蓄电池电流采样模块6、蓄电池的电压采样模块7，在控制芯片8的输入端还连接时钟模块9，控制芯片还连接天线10和编程接ロ模块11。各蓄电池传感器节点d的天线通过路由节点c与无线网络协调器b信号连接，无线网络协调器b与监控中心a信号连接。如图2所示，无线网络协调器b包括以JN5139控制芯片为核心的无线射频芯片模块I、LPC2210微控制模块2、以太网控制模块3和以太网接ロ模块4，无线射频芯片模块I通过LPC2210微控制模块2与以太网控制模块3连接，以太网控制模块3与以太网接ロ模块4连接。本实用新型蓄电池传感器节点的控制芯片8为JN5139无线控制芯片，温度信号采样模块5由SHTll集成芯片和相应的调理电路组成，电流采样模块6由霍尔直流电流传感器TBC10SY和相应的调理电路组成，电压采样模块7为分压电阻取样模块。 本实用新型设计了基于英国Jennic公司的高性能、低功耗无线SOC模块(JN5139)蓄电池传感器节点；同时开发了基于LPC2210微控制器的协调器节点，构成无线传感器网络装置。蓄电池组传感器节点，通过获取蓄电池温度、电流和电压等參数，为蓄电池的内部运行状态和故障诊断提供大量的内部信息，解决蓄电池的温度和电气參数监测的灵敏度低和定位困难问题。协调器节点完成传感器节点的信息收集的节点的协调工作，实现internet的接ロ。通过对蓄电池运行特性的实时检测、历史存储、统计和推理，从而能够精确诊断和定位，防止故障的进ー步扩大，提高离网光伏系统的可靠性和供电质量具有重要 意义。
权利要求1.光伏电站蓄电池状态无线传感器网络监测装置，其特征在于包括监控中心、无线网络协调器、路由节点和若干蓄电池传感器节点；各蓄电池传感器节点包括一只控制芯片，在所述控制芯片的输入端分别连接该蓄电池的温度信号采样模块、蓄电池电流采样模块、蓄电池的电压采样模块，在所述控制芯片的输入端还连接时钟模块，所述控制芯片还连接天线；各蓄电池传感器节点的天线通过路由节点与无线网络协调器连接，无线网络协调器与监控中心信号连接。
2.根据权利要求I所述光伏电站蓄电池状态无线传感器网络监测装置，其特征在于所述蓄电池传感器节点的控制芯片还连接编程接ロ模块。
3.根据权利要求I所述光伏电站蓄电池状态无线传感器网络监测装置，其特征在于所述无线网络协调器包括以JN5139控制芯片为核心的无线射频芯片模块、LPC2210微控制模块、以太网控制模块和以太网接ロ模块，所述无线射频芯片模块通过LPC2210微控制模块与以太网控制模块连接，所述以太网控制模块与以太网接ロ模块连接。
4.根据权利要求I所述光伏电站蓄电池状态无线传感器网络监测装置，其特征在于所述蓄电池传感器节点的控制芯片为JN5139无线控制芯片。
5.根据权利要求I所述光伏电站蓄电池状态无线传感器网络监测装置，其特征在于所述蓄电池传感器节点的温度信号采样模块由SHTll集成芯片和相应的调理电路组成。
6.根据权利要求I所述光伏电站蓄电池状态无线传感器网络监测装置，其特征在于所述蓄电池传感器节点的电流采样模块由霍尔直流电流传感器TBC10SY和相应的调理电路组成。
7.根据权利要求I所述光伏电站蓄电池状态无线传感器网络监测装置，其特征在于所述蓄电池传感器节点的电压采样模块为分压电阻取样模块。
专利摘要光伏电站蓄电池状态无线传感器网络监测装置，属于光伏蓄电池检测技术领域，在各蓄电池传感器节点的控制芯片输入端分别连接该蓄电池的温度信号采样模块、蓄电池电流采样模块、蓄电池的电压采样模块，在控制芯片的输入端还连接时钟模块，控制芯片还连接天线；各蓄电池传感器节点的天线通过路由节点与无线网络协调器连接，无线网络协调器与监控中心信号连接。各蓄电池传感器节点通过各模块将蓄电池的温度、电流、电压信号输入控制芯片，经过CPU处理后输出到天线，再经过路由节点传送至无线网络协调器，由无线网络协调器再传送至监控中心，通过监控中心及时掌握各光伏电站蓄电池的工作状态，以便控制。
文档编号G01R31/36GK202372630SQ20112056054
公开日2012年8月8日 申请日期2011年12月29日 优先权日2011年12月29日
发明者史旺旺, 张剑峰, 杨鹏, 沈楚焱, 许庆婷 申请人:扬州大学