一種基于物聯網技術的太陽能供電樓宇節能監測系統的制作方法

本實用新型涉及一種樓宇監測系統，具體是指一種基于物聯網技術的太陽能供電樓宇節能監測系統。

背景技術：

目前，樓宇的能耗居高不下，對電網的負荷很大，隨著常規能源的緊缺，太陽能的利用逐漸得到重視，它被認為是當今世界上最有發展前景的新能源技術。如果能在樓宇監測系統中充分利用太陽能，從而降低對電網的依賴，則可以節省大量的電力。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于克服現有樓宇監測系統利用電網供電浪費大量能源的缺陷，提供一種基于物聯網技術的太陽能供電樓宇節能監測系統。

本實用新型的目的通過下述技術方案實現：一種基于物聯網技術的太陽能供電樓宇節能監測系統，主要由光伏發電系統，與光伏發電系統相連接的樓宇監測系統，以及通過無線網絡與樓宇監測系統相連接的移動終端組成；所述光伏發電系統由太陽能光伏電池組，與太陽能光伏電池組相連接的蓄電池，與蓄電池相連接的逆變系統組成；所述樓宇監測系統則由處理模塊，分別與處理模塊相連接的溫度傳感器、濕度傳感器、煙霧傳感器和信號處理電路，以及與信號處理電路相連接的無線傳輸模塊組成；所述逆變系統與處理模塊相連接，無線傳輸模塊通過無線網絡與移動終端相連接。

進一步的，所述信號處理電路由放大器P1，放大器P2，三極管VT1，三極管VT2，三極管VT3，三極管VT4，負極與三極管VT3的發射極相連接、正極則與處理模塊相連接的電容C8，正極經二極管D7后與三極管VT1的發射極相連接、負極則經電阻R8后與電容C8的正極相連接的電容C5，正極與電容C5的負極相連接、負極則與三極管VT3的基極相連接的電容C6，一端與三極管VT1的集電極相連接、另一端接地的電阻R6，串接在放大器P1的負極和輸出 端之間的電阻R7，P極與三極管VT1的基極相連接、N極則與放大器P1的輸出端相連接的二極管D8，正極與三極管VT3的基極相連接、負極則與三極管VT2的發射極相連接的電容C7，一端與三極管VT3的集電極相連接、另一端接地的電阻R9，以及串接在放大器P2的正極和輸出端之間的電阻R10組成；所述放大器P1的正極與三極管VT1的集電極相連接、負極接地、輸出端則與三極管VT2的基極相連接；所述三極管VT2的集電極與放大器P2的負極相連接、發射極則與三極管VT4的基極相連接；所述放大器P2的正極與三極管VT4的集電極相連接、其輸出端則與無線傳輸模塊相連接；所述三極管VT3的基極與三極管VT1的基極相連接、其集電極則與三極管VT4的發射極相連接。

所述逆變系統由變壓器T，與變壓器T的原邊電感線圈相連接的逆變電路，以及與變壓器T的副邊電感線圈相連接的穩壓輸出電路組成。

所述逆變電路由處理芯片U1，場效應管MOS，N極經電阻R3后與變壓器T的原邊電感線圈的同名端相連接、P極則與蓄電池相連接的穩壓二極管D1，正極與穩壓二極管D1的N極相連接、負極接地的電容C2，串接在穩壓二極管D1的N極和處理芯片U1的VCC管腳之間的電阻R1，正極經二極管D2后與處理芯片U1的COMP管腳相連接、負極則經電阻R4后與處理芯片U1的GND管腳相連接的同時接地的電容C1，負極經電阻R2后與處理芯片U1的VREF管腳相連接、正極則經二極管D3后與場效應管MOS的源極相連接的電容C3，串接在處理芯片U1的ISET管腳和場效應管MOS的柵極之間的電阻R5，以及P極與處理芯片U1的OUT管腳相連接、N極則與場效應管MOS的漏極相連接的二極管D4組成；所述處理芯片U1的RT/CT管腳與電容C3的負極相連接、其VFB管腳則與電容C1的負極相連接；所述場效應管MOS的漏極與變壓器T的原邊電感線圈的非同名端相連接。

所述穩壓輸出電路由三端穩壓芯片U2，P極與變壓器T的副邊電感線圈的非同名端相連接、N極則與三端穩壓芯片U2的IN管腳相連接的穩壓二極管D5，P極與變壓器T的副邊電感線圈的同名端相連接、N極則與三端穩壓芯片U2的GND管腳相連接的同時接地的穩壓二極管D6，以及正極與三端穩壓芯片U2的 OUT管腳相連接、負極則與三端穩壓芯片U2的GND管腳相連接的電容C4組成；所述電容C4的正極和負極均與處理模塊相連接。

所述處理芯片U1為UC3842集成芯片，三端穩壓芯片U2則為LM317集成芯片。

本實用新型較現有技術相比，具有以下優點及有益效果：

(1)本實用新型通過光伏發電對樓宇監測系統提供電源，其充分利用了光伏基礎，降低了樓宇運營成本，適合廣泛推廣。

(2)本實用新型通過多路數據傳感器采集樓宇中的各項參數，實現了多種監控同時工作，具有檢測數據全面的特點，提升了樓宇智能化水平。

(3)本實用新型的逆變系統的逆變效率很高，可以使電能得到充分的利用。

(4)本實用新型可以通過無線網絡把監測到的參數發送到移動終端，因此可以隨時隨地的了解樓宇內各項參數情況。

附圖說明

圖1為本實用新型的整體結構示意圖。

圖2為本實用新型的逆變系統的電路結構示意圖。

圖3為本實用新型的信號處理電路的結構圖。

具體實施方式

下面結合實施例對本實用新型作進一步地詳細說明，但本實用新型的實施方式并不限于此。

實施例

如圖1所示，本實用新型的基于物聯網技術的太陽能供電樓宇節能監測系統，主要由用于提供工作電源的光伏發電系統，用于檢測層樓各種參數的樓宇監測系統，以及移動終端組成。該樓宇監測系統設置于各樓層中，其與光伏發電系統相連接。該移動終端為手機或電腦，其通過無線網絡與樓宇監測系統相連接。

所述光伏發電系統由太陽能光伏電池組，與太陽能光伏電池組相連接的蓄電池，與蓄電池相連接的逆變系統組成。該太陽能光伏電池組用于把太陽能轉 換為電能，其需設置于光照處。蓄電池用于儲存太陽能光伏電池組輸出的電能，逆變系統用于把直流電壓轉換為交流電壓提供給樓宇監測系統。

另外，該樓宇監測系統則由處理模塊，分別與處理模塊相連接的溫度傳感器、濕度傳感器、煙霧傳感器以及信號處理電路組成；所述逆變系統則與處理模塊相連接，而無線傳輸模塊則通過無線網絡與移動終端相連接。其中，處理模塊為AT89C2051單片機。溫度傳感器與AT89C2051單片機的P1.5管腳相連接，用于采集樓層的溫度，其采用上海科旗儀表有限公司生產的SMW溫度傳感器來實現。濕度傳感器與AT89C2051單片機的P1.6管腳相連接，用于采集樓層的溫度，其采用北京九純健科技發展有限公司生產的JCJ175型濕度傳感器。煙霧傳感器與AT89C2051單片機的P1.7管腳相連接，其用于采集樓層的煙霧信號，其采用鄭州煒盛電子科技有限公司生產的MQ-2煙霧傳感來實現。信號處理電路的輸入端則與AT89C2051單片機的P3.7管腳相連接，其用于對溫度信號、濕度信號以及煙霧信號進行處理。

所述逆變系統可以高效的把直流電壓轉換為交流電壓，該逆變系統的結構如圖2所示，其由變壓器T，與變壓器T的原邊電感線圈相連接的逆變電路，以及與變壓器T的副邊電感線圈相連接的穩壓輸出電路組成。

其中，所述逆變電路由處理芯片U1，場效應管MOS，電阻R1，電阻R2，電阻R3，電阻R4，電阻R5，電容C1，電容C2，電容C3，穩壓二極管D1，二極管D2，二極管D3以及二極管D4組成。

連接時，穩壓二極管D1的N極經電阻R3后與變壓器T的原邊電感線圈的同名端相連接、其P極則與蓄電池相連接。電容C2的正極與穩壓二極管D1的N極相連接、其負極接地。電阻R1串接在穩壓二極管D1的N極和處理芯片U1的VCC管腳之間。電容C1的正極與二極管D2的N極相連接、其負極則經電阻R4后與處理芯片U1的GND管腳相連接的同時接地。所述二極管D2的P極則與處理芯片U1的COMP管腳相連接。電容C3的負極經電阻R2后與處理芯片U1的VREF管腳相連接、其正極則與二極管D3的P極相連接。所述二極管D3的N極則與場效應管MOS的源極相連接。電阻R5串接在處理芯片U1 的ISET管腳和場效應管MOS的柵極之間。二極管D4的P極與處理芯片U1的OUT管腳相連接、其N極則與場效應管MOS的漏極相連接。

同時，所述處理芯片U1的RT/CT管腳與電容C3的負極相連接、其VFB管腳則與電容C1的負極相連接。所述場效應管MOS的漏極與變壓器T的原邊電感線圈的非同名端相連接。該逆變電路可以高效的把直流電壓轉換為交流電壓，為了更好的實施本實用新型，該處理芯片U1優選UC3842集成芯片來實現。

所述穩壓輸出電路由三端穩壓芯片U2，P極與變壓器T的副邊電感線圈的非同名端相連接、N極則與三端穩壓芯片U2的IN管腳相連接的穩壓二極管D5，P極與變壓器T的副邊電感線圈的同名端相連接、N極則與三端穩壓芯片U2的GND管腳相連接的同時接地的穩壓二極管D6，以及正極與三端穩壓芯片U2的OUT管腳相連接、負極則與三端穩壓芯片U2的GND管腳相連接的電容C4組成；所述電容C4的正極與AT89C2051單片機的VCC管腳相連接、其負極則與AT89C2051單片機的的XTAL1管腳相連接。該穩壓輸出電路可以對交流電壓進行處理，使交流電壓更加穩定，該三端穩壓芯片U2優選LM317集成芯片來實現。

如圖3所示，所述信號處理電路由放大器P1，放大器P2，三極管VT1，三極管VT2，三極管VT3，三極管VT4，電阻R6，電阻R7，電阻R8，電阻R9，電阻R10，二極管D7，二極管D8，電容C5，電容C6，電容C7以及電容C8組成。

連接時，電容C8的負極與三極管VT3的發射極相連接、其正極則與AT89C2051單片機的P3.7管腳相連接。電容C5的正極經二極管D7后與三極管VT1的發射極相連接、其負極則經電阻R8后與電容C8的正極相連接。電容C6的正極與電容C5的負極相連接、其負極則與三極管VT3的基極相連接。電阻R6的一端與三極管VT1的集電極相連接、其另一端接地。電阻R7串接在放大器P1的負極和輸出端之間。二極管D8的P極與三極管VT1的基極相連接、其N極則與放大器P1的輸出端相連接。電容C7的正極與三極管VT3的基極相連接、其負極則與三極管VT2的發射極相連接。電阻R9的一端與三極管VT3 的集電極相連接、其另一端接地。電阻R10串接在放大器P2的正極和輸出端之間。

同時，所述放大器P1的正極與三極管VT1的集電極相連接、負極接地、輸出端則與三極管VT2的基極相連接。所述三極管VT2的集電極與放大器P2的負極相連接、發射極則與三極管VT4的基極相連接。所述放大器P2的正極與三極管VT4的集電極相連接、其輸出端則與無線傳輸模塊相連接。所述三極管VT3的基極與三極管VT1的基極相連接、其集電極則與三極管VT4的發射極相連接。該信號處理電路對溫度、濕度以及煙霧信號進行放大處理后，由無線傳輸模塊通過無線網絡傳輸給移動終端，放大后的信號可以彌補信號因遠距離傳輸而產生的削弱。為了更好的實施本實用新型，該無線傳輸模塊優選為深圳市晶美潤科技有限公司生產的RXB22無線傳輸模塊。

使用時光伏發電系統給樓宇監測系統提供電源，溫度傳感、濕度傳感器以及煙霧傳感器分別采集樓層的溫度、濕度以及煙霧信號并發送給處理模塊，度、濕度以及煙霧信號經信號處理電路處理后由無線傳輸模塊通過網絡傳輸給移動終端，人們可以通過移動終端隨時隨地的了解樓宇內的各項參數。

如上所述，便可很好的實現本實用新型。